Компрессорный двигатель принцип работы: Устройство автомобиля. Как работает компрессор?

Содержание

Устройство автомобиля. Как работает компрессор?

Как работает компрессор

С момента изобретения двигателя внутреннего сгорания автомобильные инженеры, любители скорости и проектировщики гоночных автомобилей все время находились в поисках путей увеличения мощности моторов. Один из способов увеличения мощности – построение двигателя большого внутреннего объема. Но большие двигатели, которые больше весят и обходятся существенно дороже в производстве и обслуживании, не всегда однозначно лучше.
Другой путь добавления мощности – это создание двигателя нормального размера, но более эффективного. Вы можете достичь этого, нагнетая больше воздуха в камеру сгорания. Большее количество воздуха дает возможность подать в цилиндр дополнительное количество топлива, что обозначает, что будет произведен более сильный взрыв и будет достигнута большая мощность. Добавление компрессора к впускной системе является отличным способом достижения усиленной подачи воздуха. В этой статье мы объясним, что такое компрессоры (их также еще называют нагнетателями), как они работают и чем отличаются от турбокомпрессоров (турбонаддува).
Компрессором является любое устройство, которое создает давление на выходе выше атмосферного. И компрессоры, и турбокомпрессоры способны это делать. На самом деле, турбокомпрессор является сокращенным названием от «турбонагнетателя» — его официального названия.
Различие между данными агрегатами заключается в способе получения энергии. Турбокомпрессоры приводятся в действие за счет плотного потока выхлопных газов, вращающих турбину. Компрессоры работают за счет энергии, передаваемой механическим путем через ременный или цепной привод от коленчатого вала двигателя.
В следующем разделе мы подробно рассмотрим, как компрессор выполняет свою работу.

Основы компрессора
Обычный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания использует один из тактов для впуска воздуха. Этот такт можно разделить на три шага:

Поршень перемещается вниз
Это создает разрежение
Воздух под атмосферным давлением засасывается в камеру сгорания

Как только воздух поступит в двигатель, он должен быть объединен с топливом для формирования заряда – пакета потенциальной энергии, которую можно превратить в полезную кинетическую энергию в результате химической реакции, известной как горение. Свеча зажигания инициирует эту реакцию путем воспламенения заряда. Как только топливо подвергается реакции окисления, сразу же высвобождается большое количество энергии. Сила этого взрыва, сконцентрированная над днищем поршня, толкает поршень вниз и создает возвратно-поступательное движение, которое в конечном итоге передается на колеса.
Подача большего количества топливно-воздушной смеси в заряд будет порождать более сильные взрывы. Но вы не можете просто так подать больше топлива в двигатель, так как требуется строго определенное количество кислорода для сжигания определенного количества топлива. Химически-верная смесь – 14 частей воздуха к одной части топлива – имеет очень большое значение для эффективной работы двигателя. Итог – чтобы сжечь больше топлива, придется подать больше воздуха.
Это работа компрессора. Компрессоры увеличивают давление на входе в двигатель путем сжатия воздуха выше атмосферного давления без образования вакуума. Это заставляет большему количеству воздуха попадать в двигатель, обеспечивая повышение давления. С дополнительным количеством воздуха больше топлива может быть добавлено, что вызывает увеличение мощности двигателя. Компрессор добавляет в среднем 46 процентов мощности и 31 процент крутящего момента. В условиях высокогорья, где мощность двигателя снижается за счет того, что воздух имеет меньшую плотность и давление, компрессор обеспечивает более высокое давление воздуха в двигателе, что позволяет ему работать в оптимальном режиме.

Рис.1
ProCharger D1SC – центробежный компрессор

В отличие от турбокомпрессоров, которые используют отработанные газы для вращения турбины, механические компрессоры приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Большинство из них приводятся в движение с помощью приводного ремня, который обернут вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня, в свою очередь, вращает шестерню компрессора. Ротор компрессора может быть по-разному спроектирован, но, не смотря на это, в любом случае его работа сводится к захвату воздуха, сжатию воздуха в меньшем пространстве и сбросу его во впускной коллектор. Для того чтобы создавать давление воздуха, компрессор должен вращаться быстрее, чем сам двигатель. Создание ведущей шестерни большей, чем шестерни компрессора, заставляет компрессор вращаться быстрее. Компрессоры способны вращаться со скоростью, превышающей 50,000-60,000 оборотов в минуту. Компрессор, вращающийся со скоростью 50,000 оборотов в минуту, способен повысить давление с шести до девяти дюймов на квадратный дюйм (PSI). Это дополнительная прибавка с шести до девяти фунтов на квадратный дюйм. Атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, так что типичный эффект от применения компрессора – это увеличение подачи воздуха в двигатель примерно на 50 процентов.
Постольку поскольку воздух сжимается, он становится более горячим, а это значит, что он теряет свою плотность и не может столь сильно расширяться во время взрыва. Это обозначает, что он не может высвободить столько же энергии, сколько высвобождается при воспламенении свечой зажигания более холодной топливно-воздушной смеси. Для того чтобы компрессор работал на пике своей эффективности, сжатый воздух на выходе из компрессора должен быть охлажден перед подачей во впускной коллектор. Интеркулер несет ответственность за данный процесс охлаждения. Интеркуллеры бывают двух констуркций: «воздух-воздух» и «воздух-жидкость». Оба работают по принципу радиатора, с более холодным воздухом или жидкостью, циркулирующей по системе трубок или каналов. Горячий воздух, выходя из компрессора, попадает в трубки интеркулера и охлаждается там. Снижение температуры воздуха увеличивает его плотность, что делает плотнее заряд, поступающий в камеру сгорания.

Далее мы рассмотрим различные типы компрессоров.

Роторный компрессор Roots
Существует три вида компрессоров: роторный, двухвинтовой и центробежный. Главное отличие между ними заключается в способе подачи воздуха во впускной коллектор двигателя. Роторный и двухвинтовой компрессоры используют различные типы кулачковых валов, а центробежный компрессор – крыльчатку, которая увлекает воздух внутрь. Хотя все эти конструкции обеспечивают прибавку мощности, они значительно отличаются по своей эффективности. Каждый из этих типов компрессоров может быть доступен в различных размерах, в зависимости от того, какого результата хотите вы достичь – просто повысить мощность автомобиля или подготовить его к участию в гонках.

Конструкция роторного компрессора является самой древней. Братья Филандер и Фрэнсис Рутс в 1860 году запатентовали конструкцию своего компрессора в качестве машины, способной обеспечивать вентиляцию в шахтах. В 1900 году Готтлиб Вильгельм Даймлер включил роторный компрессор в конструкцию автомобильного двигателя.

Рис.2 Роторный компрессор

Так как кулачковые валы вращаются, воздух, находящийся в пространстве между кулачками, оказывается между стороной наполнения и напорной стороной. Большое количество воздуха перемещается во впускной коллектор и создает условия для образования положительного давления. По этой причине рассматриваемая конструкция является не чем иным, как объемным нагнетателем, а не компрессором, при этом термин «нагнетатель» по-прежнему часто используется для описания всех компрессоров.

Роторные компрессоры, как правило, имеют довольно большие размеры и располагаются в верхней части двигателя. Они популярны в автомобилях дрэгстеров и роддеров, поскольку зачастую выступают за габариты капотов. Тем не менее, они являются наименее эффективными компрессорами по двум причинам:

Они существенно увеличивают вес транспортного средства.
Они создают дискретный прерывистый воздушный поток, а не сглаженный и непрерывный.

Двухвинтовой компрессор
Двухвинтовой компрессор работает, проталкивая воздух через два ротора, напоминающих набор червячных передач. Как и в роторном компрессоре, воздух внутри двухвинтового компрессора оказывается в полостях между лопастями роторов. Но двухвинтовой компрессор сжимает воздух внутри корпуса роторов. Это происходит за счет того, что роторы имеют коническую форму, при этом воздушные карманы уменьшаются в размерах по мере продвижения воздуха из стороны наполнения в напорную сторону. Воздушные полости сжимаются, и воздух выдавливается в меньшее пространство.

Рис.3 Двухвинтовой компрессор

Это делает двухвинтовой компрессор более эффективным, но они стоят дороже, потому что винтовые роторы требуют дополнительной точности в ходе процесса производства. Некоторые типы двухвинтовых компрессоров располагаются над двигателем, подобно роторному компрессору типа Roots. Они также порождают много шума. Сжатый воздух на выходе из компрессора издает сильный свист, который следует приглушить с помощью специальных методов поглощения шума.

Центробежный компрессор
Центробежный компрессор – это крыльчатка, напоминающая собой ротор, которая вращается с очень высокой скоростью и нагнетает воздух в небольшой корпус компрессора. Скорость вращения крыльчатки может достигать 50,000-60,000 оборотов в минуту. Воздух, попадающий в центральную часть крыльчатки, под действием центробежной силы увлекается к ее краю. Воздух покидает крыльчатку с высокой скоростью, но под низким давлением. Диффузор – множество стационарно расположенных вокруг крыльчатки лопаток, которое преобразует высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в поток воздуха с малой скоростью, но высоким давлением. Скорость молекул воздуха, встретивших на своем пути лопатки диффузора, уменьшается, что влечет за собой увеличение давления воздуха.

Рис.4 Центробежный компрессор

Центробежные компрессоры являются наиболее эффективными и самым распространенными устройствами из всех систем принудительного повышения давления. Они компактные, легкие и устанавливаются на передней части двигателя, а не сверху. Они также издают характерный свист по мере роста количества оборотов двигателя, способный заставить случайных прохожих на улице поворачивать головы в сторону вашего автомобиля.

Monte Carlo и Mini-Cooper S – два автомобиля, которые доступны в версиях с компрессором. Любой из рассмотренных выше типов компрессоров может быть добавлен к транспортному средству как дополнительная опция. Несколько компаний предлагают комплекты, состоящие из всех необходимых частей для собственноручного дооснащения автомобилей компрессорами. Такие доработки также являются неотъемлемой частью культуры «машин для фана» (смешных машинок) и автомобилей из мира спорта «Fuel Racing». Некоторые производители даже включают компрессоры в оснащение своих серийных моделей автомобилей.
Далее мы узнаем обо всех преимуществах компрессора, установленного в ваш автомобиль.

Преимущества компрессора
Самое главное преимущество компрессора – это увеличение мощности двигателя, измеряемой в лошадиных силах. Добавьте компрессор к любому обычному автомобилю или грузовику, и он станет вести себя как автомобиль с двигателем большего внутреннего объема или просто как с более мощным двигателем. Но как узнать, какой из нагнетателей выбрать – механический компрессор или турбокомпрессор? Этот вопрос горячо обсуждался авто инженерами и энтузиастами, но, в целом, механические компрессоры имеют несколько преимуществ над турбокомпрессорами. Механические компрессоры лишены такого недостатка как лага (отставания) двигателя – термина, используемого для описания времени, прошедшего с момента нажатия водителем педали газа до момента ответа двигателя на это внешнее воздействие. Турбокомпрессоры, к сожалению, подвержены явлению отставания, постольку поскольку требуется некоторое время, прежде чем выхлопные газы достигнут скорости, достаточной для полноценного раскручивания крыльчатки турбины. Механические компрессоры не имеют такого лага, так как они приводятся в действие непосредственно от коленчатого вала двигателя. Одни компрессоры наиболее эффективны при работе в диапазоне низких скоростей вращения коленчатого вала, в то время как другие раскрывают весь свой потенциал лишь на высоких оборотах. Например, роторный и двухвинтовой компрессоры обеспечивают большую мощность на низких оборотах. Центробежные компрессоры, которые становятся все более эффективными по мере роста скорости вращения крыльчатки, обеспечивают большую мощность в диапазоне высоких оборотов.
Установка турбокомпрессора требует обширной переделки выпускной системы двигателя, в том время как механические компрессоры могут быть легко привинчены к передней части двигателя или сверху. Это делает их дешевле в установке и проще в эксплуатации и обслуживании.
Наконец, при использовании компрессора не требуется никакой специальной процедуры остановки двигателя. Это обусловлено тем, что они не смазываются моторным маслом и могут быть остановлены привычным образом. Турбокомпрессоры должны отработать на холостом ходу 30 секунд и более для того, чтобы дать возможность моторному маслу остыть. С учетом сказанного, для компрессоров имеет важное значение предварительный прогрев, так как они работают наиболее эффективно при нормальной рабочей температуре двигателя.
Компрессоры являются характерной составляющей частью двигателей внутреннего сгорания самолетов. Это имеет смысл, если учесть, что самолеты проводят большую часть своего времени на больших высотах, где значительно меньше кислорода доступно для сгорания. Внедрение компрессоров позволило самолетам летать на большей высоте без снижения производительности двигателя.
Компрессоры, установленные на авиационные двигатели, работают на основе тех же самых принципов, которые заложены в конструкцию автомобильных компрессоров. Компрессоры получают энергию непосредственно от вала двигателя и способствуют подаче в камеру сгорания смеси, находящейся под давлением.
Далее рассмотрим некоторые недостатки компрессоров.

Недостатки компрессоров
Самый большой недостаток компрессоров является также и их определяющей характеристикой: постольку поскольку компрессор приводится в движение коленчатым валом двигателя, он отнимает несколько лошадиных сил у двигателя. Компрессор может потреблять до 20 процентов общей выходной мощностью двигателя. Но так как компрессор способен прибавить до 46 процентов мощности, большинство автолюбителей склоняется к тому, что игра стоит свеч. Компрессор дает дополнительную нагрузку на двигатель, который должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать дополнительный импульс и более сильные взрывы в камере сгорания. Большинство производителей учитывают это и создают усиленные узлы для двигателей, предназначенных для работы в паре с компрессором. Это в свою очередь удорожает автомобиль. Компрессоры также дороже в обслуживании, а большинство производителей предлагают использовать высокооктановое горючее премиум класса.
Несмотря на свои недостатки, нагнетатели по-прежнему являются наиболее экономически эффективным способом увеличения количества лошадиных сил. Компрессор может дать от 50 до 100 процентов увеличения мощности, что делает его находкой для гоночных автомобилей, автомобилей, перевозящих тяжелые грузы, а также для водителей, желающих получить от вождения своего автомобиля новую порцию острых ощущений.

Источник: https://auto.howstuffworks.com/supercharger.htm

Двигатель с компрессором: устройство, преимущества и недостатки

После появления первых ДВС главной задачей конструкторов и инженеров с самого начала стало повышение производительности силовой установки. Другими словами, основной целью является увеличение мощности двигателя. Как известно, самым простым способом становится решение физически увеличить рабочий объем двигателя и количество цилиндров. Двигатель «засасывает» из атмосферы больше воздуха, в результате можно сжигать больше горючего.

При этом такие силовые агрегаты с увеличенным рабочим объемом большие по размерам и весу, их дорого производить, не всегда удается разместить такой мотор в подкапотном пространстве компактного легкового спортивного авто и т.д. Еще одним способом увеличения мощности двигателя является постройка такого агрегата, который будет «выдавать» необходимую мощность и крутящий момент без увеличения объема камеры сгорания.

Решить задачу позволяет принудительное нагнетание воздуха в цилиндры под давлением. Для нагнетания воздуха на многих ДВС используется турбонаддув, еще одним решением является компрессор (нагнетатель механический). В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автомобильный компрессор на двигатель, а также какие плюсы и минусы имеет компрессорный двигатель.

Содержание статьи

Компрессор на атмосферный двигатель

Начнем с того, что установка компрессора (нагнетателя) во впускной системе двигателя позволяет добиться подачи нужного количества воздуха для сжигания большего количества топлива. Если просто, компрессор-устройство, которое способно создать на выходе давление, которое будет больше атмосферного.

С этой задачей справляются как обычные механические нагнетатели, так и турбокомпрессор. При этом главным отличием турбонагнетателя от компрессора является то, что турбокомпрессор раскручивается за счет выхлопных газов, в то время как механический компрессор приводится от коленвала двигателя.

Как за счет компрессора происходит увеличение мощности двигателя

Атмосферный двигатель внутреннего сгорания осуществляет забор воздуха снаружи в тот момент, когда поршень в цилиндре движется вниз и создается разрежение, в результате чего воздух засасывается в камеру сгорания. Количество поступающего воздуха физически ограничено рабочим объемом, который имеет цилиндр и камера сгорания. После этого воздух смешивается с топливом в определенных пропорциях, после чего заряд (топливно-воздушная смесь) сгорает в цилиндрах.

Казалось бы, чтобы увеличить мощность мотора, нужно подать больше топлива, однако на самом деле это не так. Если просто, избыток топлива приведет к тому, что без соответствующего количества воздуха горючее не будет эффективно сгорать. Получается, чтобы сжечь больше топлива, нужно одновременно подать большее количество воздуха.

Если учесть, что объем двигателя не меняется, тогда воздух нужно подавать принудительно под давлением. Это и есть главная задача компрессора. Компрессоры создают давление во впуске, нагнетая воздух в цилиндры. В этом случае остается только впрыснуть больше топлива, после чего такая смесь эффективно горит и отдает энергию поршню. На практике, нагнетатель способен поднять мощность мотора на 35-45%, отмечается около 30% процентов прироста крутящего момента по сравнению с точно таким же атмосферным аналогом.

Механический нагнетатель: устройство компрессора на двигатель автомобиля и принцип работы

Как уже было сказано выше, механические компрессоры приводятся в действие от коленчатого вала. Чаще всего для этого используется приводной ремень. Что касается компрессора, в его основе лежит ротор, который создает давление воздуха.

При этом компрессор должен вращаться быстрее коленвала ДВС. Для этого ведущая шестерня изготавливается большей по размеру, чем шестерни компрессора. Компрессор вращается с частотой около 50 тыс. об/мин., поднимая давление PSI с 6 до 9 до дюймов на квадратный дюйм. С учетом того, что атмосферное давление составляет около 14.7 фунтов на квадратный дюйм, компрессор увеличивает подачу воздуха фактически в половину.

Добавим, что воздух, нагнетаемый под давлением, сильно сжимается и нагревается, теряя свою плотность. Простыми словами, чем меньше плотность, тем меньшее количество воздуха получится подать в цилиндры. Чтобы увеличить количество воздуха, его дополнительно следует охладить перед подачей во впуск.

За охлаждение отвечает интеркулер, который бывает воздушным и жидкостным. Интеркулеры представляют собой радиатор, куда попадает горячий сжатый воздух после выхода из компрессора для охлаждения.

Виды механических компрессоров

Механические компрессоры, которые устанавливаются на двигатель внутреннего сгорания:

роторный компрессор,
двухвинтовой нагнетатель;
центробежный компрессор;

Основные отличия заключаются в том, как реализована подача воздуха. Компрессор роторный и двухвинтовой имеют в своем устройстве разные типы кулачковых валов. Центробежный нагнетатель оборудован крыльчаткой, которая затягивает воздух вовнутрь. Также отметим, что в зависимости от размеров и типа нагнетателя напрямую зависит его эффективность.

Например, роторные компрессоры обычно имеют большие размеры и ставятся сверху на двигатель. В основе лежит большой ротор. При этом данное решение отличается меньшей эффективностью, чем аналоги, так как вес автомобиля сильно увеличивается и создается прерывистый поток воздуха со «всплесками», а не постоянный и стабильный.
Двухвинтовой компрессор работает по принципу проталкивания воздуха через пару меньших по размеру роторов, похожих на червячную передачу. В результате работы воздух попадает в полости между лопастями роторов. Затем воздух сжимается внутри корпуса роторов.

Эффективность такого решения выше, однако стоимость нагнетателя боле высокая, конструкция сложнее и менее ремонтопригодна. Также двухвинтовой компрессор шумный, необходимо глушить характерный свист выходящего под давлением воздуха при помощи дополнительных решений.

Если рассматривать центробежный компрессор, это решение отличается от аналогов наличием крыльчатки, которая похожа на ротор. Крыльчатка сильно раскручивается, подавая воздух в корпус компрессора. При этом за крыльчаткой воздух движется с высокой скоростью, но еще находится под низким давлением.

Чтобы поднять давление, воздух проходит через диффузор. Указанный диффузор представляет собой лопатки, расположенные вокруг крыльчатки. В результате поток воздуха после прохождения через диффузор начинает двигаться с малой скоростью, но уже под высоким давлением. Такой компрессор самый эффективный, легкий и небольшой по размерам. Их можно установить перед мотором, а не на двигателе сверху.

Преимущества и недостатки компрессора на двигатель

Итак, начнем с очевидных плюсов. Прежде всего, это увеличение мощности двигателя. Также следует выделить относительную простоту и дешевизну монтажа с минимальными переделками впускной системы по сравнению с установкой турбонаддува. Еще следует выделить отсутствие турбоямы благодаря прямой связи механического нагнетателя с коленвалом.

При этом компрессоры в зависимости от типа могут демонстрировать разную эффективность. Одни дают ощутимый прирост мощности на «низах» (коленвал вращается с небольшой частотой), тогда как другие увеличивают мощность на средних и высоких оборотах. Как правило, роторный компрессор и двухвинтовой рассчитан на низкие обороты, центробежные компрессоры хорошо работают на высоких.

Теперь перейдем к недостаткам компрессоров. Главным минусом принято считать отбор мощности у двигателя, так как компрессор приводится от коленвала. На практике компрессор забирает до 20% мощности мотора. Получается, общая прибавка до 50% в реальности является фактическим увеличением мощности на 25-30%.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроен турбонаддув. Из этой статьи вы узнаете об устройстве турбины и принципах работы данного решения, а также какую мощность обеспечивает турбина на двигателе.

Также установка компрессора означает, что двигатель начинает испытывать более высокие нагрузки. Такой мотор должен быть изготовлен с использованием рассчитанных на такие увеличенные нагрузки частей, что позволяет реализовать необходимый запас прочности.

В результате изготовление такого ДВС получается более затратным, автомобиль с компрессором стоит изначально дороже атмосферных версий. Еще нужно учитывать, что компрессор также нуждается в обслуживании, что увеличивает общие расходы на содержание ТС.

Подведем итоги

Как видно, механические нагнетатели являются одним из доступных и экономически обоснованных способов увеличения мощности атмосферного мотора. Как правило, данное решение остается востребованным в различных видах автоспорта, при создании уникальных проектов, во время постройки эксклюзивных спортивных авто и т.д.

Производители компрессоров часто предлагают готовые «киты» под ключ, что позволяет быстро установить компрессор на конкретную модель автомобиля с минимальными доработками. Для любителей тюнинга и форсирования двигателя такое решение во многих случаях более оправдано по сравнению с установкой турбонаддува на атмосферный мотор.

Напоследок отметим, что также можно встретить моторы, на которых одновременно установлена турбина и компрессор. Хотя практическая реализация достаточно сложна в техническом плане, такой подход позволяет добиться максимальной отдачи от устройств с учетом разных режимов работы ДВС и избавить двигатель от присущих данным технологиям недостатков, взятых по отдельности.

Например, успешно реализованная связка компрессор + турбина вполне способна заставить двигатель работать таким образом, когда компрессор обеспечивает нужную тягу «на низах», убирая турболаг (турбояму), затем после раскручивания двигателя подключается турбина. Практической реализацией такой схемы является двигатель Volkswagen 1.4 TSI.

Что такое компрессор? Роль компрессора в работе двигателя автотомобиля

Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением. Где используется это устройство?

Автомобильные инженеры, создатели гоночных авто и просто любители скорости все время работают над увеличением мощности двигателей. Одним из способов ее увеличения есть строительство мотора большого внутреннего объема, но большие двигатели много весят и кроме того затраты на их производство и содержание очень высоки.

Фото. ProCharger D1SC – центробежный компрессор

Второй способ увеличения интенсивности двигателя – это создание агрегата стандартного размера, но более эффективного в использовании. Более эффективной отдачи можно добиться при нагнетании большего объема воздуха в камеру сгорания, которое позволяет подать в цилиндр больше топлива, а значит достичь большей мощности за счет высокого давления и соответственно сильного выброса газа. Именно компрессор, который также называют нагнетателем, позволяет усилить подачу воздуха и увеличить мощность двигателя.

Кроме компрессора существует еще турбокомпрессор. Отличия между этими двумя устройствами состоят в способе извлечения энергии. Обычный компрессор приводится в действие энергией, которая передается от коленчатого вала мотора через ременный или цепной привод механическим путем. Что касается турбокомпрессора, то она работает благодаря сжатому потоку выхлопных газов, вращающих турбину.

Как работает компрессор

Для того чтобы понять как работает данный механизм, рассмотрим схему работы обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. С движением вниз поршня создается разрежение воздуха, который под действием атмосферного давления поступает в камеру сгорания. После поступления воздуха в двигатель он объединяется с топливной смесью и создает заряд, который можно трансформировать в полезную кинетическую энергию в результате горения. Горение создает свеча зажигания. Как только происходит реакция окисления топлива, выбрасывается большой объем энергии. Сила этого взрыва приводит в движение поршень, а сила этого движения поступает на колеса, заставляя их вращаться.

Более плотный поток топливно-воздушной смеси в заряд будет создавать более сильные взрывы. Но стоит понимать, что для сжигания конкретного количества топлива требуется определенное количество кислорода. Правильным считается соотношение: 14 частей воздуха к 1 части атмосферного воздуха. Эта пропорция имеет очень большое значение для эффективной работы силового агрегата автомобиля и выражает собой правило: “для того чтобы сжечь больше топлива нужно подать больше воздуха”.

В этом и состоит работа компрессора. Он сжимает воздух на входе в двигатель, позволяя наполнять двигатель большому его количеству и создавать повышение давления. Вместе с этим в двигатель может поступать большее количество топлива, вызывая увеличение мощности. В среднем компрессор прибавляет 46% мощности и 31% крутящего момента.

Механический нагнетатель запускается с помощью приводного ремня, обернутого вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня привод в движение шестерню нагнетателя. Ротор компрессора впускает воздух, сжимает его и вбрасывает во впускной коллектор. Скорость вращения компрессора составляет 50 – 60 тысяч оборотов в минуту. В результате нагнетатель увеличивает подачу воздуха в двигатель машины примерно на 50%.

Так как горячий воздух сжимается, он теряет свою плотность и не может сильно расшириться во время взрыва. В этом случае он не может отдать столько же энергии, сколько производится при возгорании свечой зажигания более прохладной топливно-воздушной смеси. Можно сделать вывод, что для того чтобы нагнетатель работал с максимальной отдачей сжатый воздух на выходе из устройства должен быть охлажден. Процессом охлаждения воздуха занимается интеркулер. Горячий воздух охлаждается в трубках интеркулера с помощью холодного воздуха или холодной жидкости, в зависимости от вида механизма. Снижение температуры воздуха, увеличивая его плотность, делает сильнее заряд, который поступает в камеру сгорания.

Виды компрессоров

Компрессоры бывают трех видов: двухвинтовые, роторные и центробежные. Основное отличие между ними состоит в способе подачи воздуха во впускной коллектор автомобильного двигателя.

Двухвинтовой компрессор

Двухвинтовый нагнетатель состоит из двух роторов, внутри которых циркулирует воздух. Эта конструкция создает много шума в виде свиста сжатого воздуха, который приглушают специальными методами шумоизоляции двигателя.

Фото. Двухвинтовой компрессор

Роторный компрессор

Роторный нагнетатель расположен, как правило, в верхней части автомобильного двигателя и состоит из вращающихся кулачковых валов, которые перемещают атмосферный воздух во впускной коллектор. Он имеет большой вес и значительно утяжеляет вес транспортного средства. Кроме того, воздушный поток в данном виде компрессора имеет прерывистую структуру, что делает его наименее эффективным по сравнению с другими видами компрессоров.

Фото. Роторный компрессор

Центробежный компрессор

Центробежный нагнетатель – наиболее эффективен для принудительного повышения давления внутри двигателя машины. Он представляет собой крыльчатку, вращающуюся с огромной силой и нагнетающую воздух в небольшой корпус компрессора. Центробежная сила выталкивает воздух к краю крыльчатки, заставляя его с огромной скоростью покидать ее полость. Маленькие лопатки, расположенные вокруг крыльчатки преобразуют высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в низкоскоростной поток с высоким давлением.

Фото. Центробежный компрессор

Достоинства компрессора

Основным достоинством компрессора является, естественно, увеличение мощности двигателя транспортного средства. Эксперты считают механические нагнетатели несколько лучше турбированных, потому что двигатели, оборудованные ими, не имеют задержки реакции в ответ на нажатие водителем педали газа, потому что механические компрессоры приводятся в движение непосредственно от коленчатого вала двигателя. Турбокомпрессоры в свою очередь подвержены отставанию, так как выхлопные газы набирают скорость нужную для раскручивания турбин лишь после истечения некоторого времени.

Недостатки двигателей

Так как компрессор запускается с помощью коленчатого вала мотора, это немного уменьшает мощность силового агрегата. Компрессор увеличивает нагрузку двигателя, поэтому последний должен быть крепким настолько, чтобы выдерживать сильные взрывы в камере сгорания. Современные автопроизводители учитывают это условие и создают более сильные узлы для моторов, предназначенных для работы в паре с компрессором, что повышает стоимость автомобиля, а также стоимость его технического обслуживания.

В целом нагнетатели – это наиболее эффективный способ добавить двигателю транспортного средства лошадиных сил или мощности другими словами. Компрессор может добавить от 50 до 100% мощности, поэтому его часто устанавливают на свои авто гонщики и приверженцы высокоскоростной езды.

Компрессор или турбина что лучше выбрать для автомобиля: преимущества и недостатки этих агрегатов

В наше время очень актуально увеличивать скоростные показатели своего автомобиля. Наиболее распространённые варианты это установка компрессора или турбины: что лучше пробуем разобраться в этой статье.

Но для начала разберёмся с принципами работы, плюсами и минусами данных улучшений для двигателя.

Принцип работы компрессора

Существуют объёмные нагнетатели, они подают воздух в двигатель равными порциями независимо от скорости, что даёт преимущества на низких оборотах.

Нагнетатель

Компрессоры внешнего сжатия, очень хорошо подходят там, где требуется много воздуха на низких оборотах. Минус, это то, что давления он сам не создаёт и может создать обратный поток. Его сжатие имеет довольно низкий КПД.

Компрессоры внутреннего сжатия довольно хороши на высоких оборотах и имеет намного меньший эффект обратного потока. Из-за высоких требований к изготовлению имеют высокую цену, а при перегреве имеют шанс заклинивания.

Динамические нагнетатели работают при достижении, определённых оборотов, но зато с большой эффективностью.

Компрессоры работают от коленчатого вала двигателя с помощью дополнительного привода. И поэтому обороты компрессора зависят от оборотов двигателя.

Видео: устройство и принцип работы винтового компрессора.

Так, переходим к турбо-наддуву, чтобы определиться, что лучше компрессор или турбина.

Принцип работы турбины

Турбина работает за счёт энергии отработавших газов. Турбокомпрессор — это комбинирование турбины и центробежного компрессора.

Выхлопные газы с большей скоростью вращают колесо турбины на валу, а в другом конце вала находится центробежный насос, который нагнетает больше воздуха в цилиндры.

Чтобы охладить сжатый турбиной воздух, используют дополнительный радиатор — интеркулер.

Недостатки компрессора и турбины

Турбина хорошо подходит для обогащения кислородом топливной смеси. Но всё же имеет свои минусы:

турбина — это стационарное устройство и требует полную привязку к двигателю;
на малых оборотах она не даёт большой мощности, а только на больших способна показать всю свою мощь;
переход с малых оборотов до высоких называется турбо — ямой, чем большую мощность имеет турбина, тем больше будет эффект турбо — ямы.

В наше время уже имеются турбины, отлично работающие на высоких и на низких оборотах двигателя, но и цена у них соответственно приличная. При выборе компрессора или турбины, многие отдают предпочтение турбо-наддуву, независимо от цены.

Что же лучше — компрессор или турбина

С компрессором намного проще при установке и эксплуатации. Работает он на низких и на высоких оборотах. Также он не требует больших усилий или затрат при ремонте, так как в отличие от турбины, компрессор независимый агрегат.

Чтобы настроить турбину, понадобится хороший специалист для настройки под топливную смесь. А что бы настроить компрессор не нужно больших усилий, или каких либо профессиональных знаний, всё настраивается топливными жиклёрами.

Помимо всего, турбо-наддув довольно сильно нагревается, из-за своей особенности, развивать очень высокие обороты.

У приводных нагнетателей (компрессор), давление не зависит от оборотов и поэтому автомобиль очень чётко реагирует на нажатие педали газа, а это довольно ценное качество, когда машина разгоняется. Ещё они очень просты в своей конструкции.

Но есть недостатки и у компрессоров, моторы оборудованные нагнетателями с механическим приводом имеют большой расход топлива и меньший КПД, в сравнении с турбиной.

Также имеются большие различия в цене. Любая мощная турбина популярного производителя будет иметь большую стоимость и будет дорога в обслуживании. И к тому же требуется для её установки, немало дополнительного оборудования. Компрессору же, нужен только дополнительный привод.

Видео: как работает турбина и компрессор.

В любом случае решать вам, что лучше компрессор или турбина, взвесьте все положительные и отрицательные качества, и сделайте правильное решение!

Загрузка…

Устройство и принцип работы поршневого компрессора

Поршневой компрессор является одним из первых видов компрессорных установок, который широко используется и на сегодняшний день. Его высокие рабочие показатели и возможность интенсивной эксплуатации при больших объемах производительности позволяют использовать поршневой компрессор в промышленном назначении и на небольших производствах.

Устройство и принцип работы поршневых компрессоров зависит от типа данных установок, которые могут быть различны:

по количеству в оборудовании цилиндров – бывают одно-, двух- и многоцилиндровые;
по виду расположения в установке цилиндров – W, V-образные, а также рядные;
в зависимости от количества ступеней для сжатия воздуха в поршневом компрессорном оборудовании – многоступенчатые, одноступенчатые.

Однако, вне зависимости от своего типа, установки поршневые имеют базовое оснащение, характерное всем типам данных установок.

Поршневые компрессоры и их устройство

Устройство поршневых компрессоров является наиболее простым в одноцилиндровых установках. В состав данного оборудования входят такие элементы, как поршень, цилиндр, два клапана — для нагнетания и всасывания воздуха, которые находятся в крышке цилиндра. При работе установки, шатун, соединенный с вращающимся коленчатым валом, передает на поршень ограниченные движения по камере сжатия. В данном процессе происходит увеличение объема, находящегося между клапанами и нижней части поршня, что приводит к разрежению.

Здесь Вы можете ознакомиться с каталогом поршневых компрессоров, реализуемых ООО ГК «ТехМаш».

Превышая сопротивление пружины, которая закрывает клапан, выполняющий всасывающие функции, атмосферный воздух открывает его и поступает в цилиндр по всасывающему патрубку.

Возвратное действие поршня приводит к сжиманию воздуха и возрастанию его давления. Нагнетательный клапан, который также удерживается пружиной, открывается потоком воздуха, находящегося под высоким давлением, после чего сжатый воздух попадает в нагнетательный патрубок. При этом питание оборудование может осуществляться от электродвигателя или же автономного двигателя, который может быть дизельным или бензиновым.

При этом принцип работы поршневых компрессоров позволяет получить максимально эффективную работу оборудования. Однако есть и один незначительный минус – сжатый воздух, подаваемый данной установкой, поступает в виде импульсов, а не ровным потоком. Для выравнивания давления сжатого воздуха и его пульсации, поршневые компрессоры используются преимущественно с ресиверами, позволяющими исключить возможность перебоев, как в давлении подаваемого воздуха, так и в работе всего оборудования.

Также необходимо рассмотреть особенности конструкции и действия двухцилиндровых установок поршневого типа. В данном случае установка является одноступенчатой и оснащенной двумя одинаковыми по размеру цилиндрами. Работа цилиндров происходит в противофазе, в результате чего они всасывают воздух поочередно. Далее воздух сжимается до максимального уровня давления и вытесняется в нагнетающую часть оборудования.

В случае с двухступенчатыми двухцилиндровыми установками, оборудование оснащено цилиндрами различных размеров. Сжатие воздуха до определенного значения происходит в цилиндре первой ступени. Далее он переходит в межступенчатый охладитель, где охлаждается до необходимого уровня. Затем, попадая в цилиндр второй ступени, воздух дожимается, что позволяет получить максимально высокий уровень давления воздуха.

В качестве межступенчатого охладителя используется медная трубка, обеспечивающая охлаждение находящегося под давлением воздуха на промежутке между цилиндрами двух ступеней. Охлаждение воздуха позволяет оптимизировать процесс его сжатия и значительно повысить КПД всей установки. При этом специальным образом подбираются размеры обоих цилиндров – так, чтобы одинаковая работа проводилась на всех ступенях сжатия воздуха.

Двухступенчатые поршневые компрессоры, устройство которых позволяет получить более эффективный уровень работы оборудования, в сравнении с одноступенчатыми установками, имеют большое количество важных преимуществ. В первую очередь – это затрачивание минимального количества энергии при одинаковой мощности двигателя. Так при одноступенчатом сжатии воздуха требуется большее количество энергии, чем для сжатия этого же объема воздуха двухступенчатым оборудованием.

Кроме того, температура в цилиндрах двухступенчатых установок имеет значительно более низкий показатель, чем в компрессорах одноступенчатого класса. Низкая температура обеспечивает надежность и эффективность работы всего оборудования, а также повышает ресурс поршневой группы. При этом двухступенчатые установки имеют производительность на 20% выше, нежели компрессоры других типов.

Особенности конструкции и принцип действия компрессоров поршневого типа отличаются своей сравнительной простотой в сочетании с высокой эффективностью работы оборудования, его практичностью и длительным сроком эксплуатации при интенсивном использовании. Эти преимущества сделали установки данного типа одними из наиболее популярных, как в быту, так в полупромышленном и промышленном использовании.

Двигатель с компрессором: устройство, преимущества и недостатки

Компрессор на атмосферный двигатель

Как за счет компрессора происходит увеличение мощности двигателя

Механический нагнетатель: устройство компрессора на двигатель автомобиля и принцип работы

Виды механических компрессоров

Механические компрессоры, которые устанавливаются на двигатель внутреннего сгорания:

роторный компрессор,
двухвинтовой нагнетатель;
центробежный компрессор;

Например, роторные компрессоры обычно имеют большие размеры и ставятся сверху на двигатель. В основе лежит большой ротор. При этом данное решение отличается меньшей эффективностью, чем аналоги, так как вес автомобиля сильно увеличивается и создается прерывистый поток воздуха со «всплесками», а не постоянный и стабильный.
Двухвинтовой компрессор работает по принципу проталкивания воздуха через пару меньших по размеру роторов, похожих на червячную передачу. В результате работы воздух попадает в полости между лопастями роторов. Затем воздух сжимается внутри корпуса роторов.

Если рассматривать центробежный компрессор, это решение отличается от аналогов наличием крыльчатки, которая похожа на ротор. Крыльчатка сильно раскручивается, подавая воздух в корпус компрессора. При этом за крыльчаткой воздух движется с высокой скоростью, но еще находится под низким давлением.

Преимущества и недостатки компрессора на двигатель

Теперь перейдем к недостаткам компрессоров. Главным минусом принято считать отбор мощности у двигателя, так как компрессор приводится от коленвала. На практике компрессор забирает до 20% мощности мотора. Получается, общая прибавка до 50% в реальности является фактическим увеличением мощности на 25-30%.

Подведем итоги

Выбор механического нагнетателя или турбокомпрессора. Конструкция, основные преимущества и недостатки решений, установка на атмосферный тюнинговый мотор.

Какие основные преимущества и недостатки имеет турбированный бензиновый двигатель. Плюсы и минусы бензинового турбомотора, эксплуатация, рекомендации.

Устройство турбокомпрессора, главные элементы конструкции, выбор турбины. Преимущества и недостатки бензиновых и дизельных двигателей с турбонаддувом.

От чего зависит срок службы турбонагнетателя дизельного ДВС. Особенности и рекомендации касательно эксплуатации и ремонта турбин с изменяемой геометрией.

Самостоятельная проверка турбокомпрессора дизельного двигателя. Проверка нагнетателя без снятия. Наличие масла в корпусе турбины, люфт вала, крыльчатка.

Назначение и конструкция турбокомпрессора дизельного мотора. Принцип работы турбонагнетателя, особенности использования турбины на дизельном ДВС.

Прокачать «сердце» автомобиля, усилить его движущую мощь хочет каждый автолюбитель. Есть несколько способов для получения заметного результата, но самым простым и распространенным является оборудование двигателя наддувом воздуха. Благодаря этому простому методу, можно добиться значительной прибавки лошадиных сил без увеличения рабочего объема, что в последнее время активно применяется большинством зарубежных автопроизводителей. Самыми распространенными являются турбокомпрессоры и приводные нагнетатели, которые на первый взгляд очень похожи, но в действительности имеют различия в конструкциях, тем самым оказывая разное влияние на характер автомобиля.

Чтобы понять, как работает эта система, не нужна специальная подготовка. Всё довольно просто: в цилиндры подается дополнительная порция воздуха, которая создает положительное давление на впуске. Это изменение отслеживается системой управления двигателем, которая настроена на приготовление рабочей смеси оптимального состава, что заставляет ее увеличить подачу топлива. В итоге мы получаем состав, при сгорании которого выделяется больше энергии, что и приводит к повышению мощности двигателя.

Рассмотрим основные отличия данных систем. Источником энергии для турбокомпрессоров являются отработанные газы двигателя, которые вращают турбинное колесо устройства. В отличие от них, приводные нагнетатели используют механическую передачу от коленвала двигателя. Поэтому производительность наддува находится в прямой зависимости от частоты вращения мотора, то есть компрессор в любой момент обеспечивает необходимую подачу воздуха.

Типы приводных нагнетателей

За последние сто лет было создано много типов приводных нагнетателей, но в современном автомобилестроении применяются чаще всего только три разновидности: роторные, винтовые и центробежные. Подача воздуха в первых двух видах производится при помощи двух цилиндрических вращающихся роторов особой формы, а в третьем — лопатками крыльчатки.

Роторные компрессоры

Ключевыми характеристиками роторных компрессоров является простота конструкции, большой срок эксплуатации, уравновешенность, высокая чистота подаваемого воздуха и положительная зависимость давления воздуха за компрессором от частоты вращения роторов. Эта особенность важна при работе двигателя в часто меняющихся режимах. Воздух в рабочей полости компрессора не сжимается, поэтому роторные приводные нагнетатели еще называют компрессорами с внешним сжатием. Устройства эффективны только при умеренной степени повышения давления, которая равна отношению величины давления нагнетания к давлению всасывания. При росте давления на впускном окне, КПД компрессора резко падает.

Чаще всего применяются роторные компрессоры, оснащенные двумя одинаковыми роторами и отличающиеся поперечным расположением впускного и выпускного окон в корпусе устройства. Это наглядно видно на приведенном рисунке.

К недостаткам таких компрессоров можно отнести заметную зависимость КПД устройства от величины зазоров между работающими деталями, большой нагрев, пульсацию давления нагнетания и сильный шум, которые заметны при применении простых в изготовлении прямозубых роторов. Исходя из этого, роторные компрессоры в основном используют для создания положительного давления со значениями не более 0,5-0,6 бара.

Стараясь уменьшить шум и улучшить равномерность подачи воздуха, роторы делают спиральной формы. Но даже эти ухищрения, как и применение окон клиновидной формы, только уменьшают пульсацию давления. Устранить ее полностью в компрессоре с внешним сжатием практически невозможно. Заметного уменьшения амплитуды пульсаций позволяет добиться применение трехзубчатых роторов вместо двухзубчатых. В этом случае период пульсации давления и скорости в проточной части устройства соответствует 60° угла поворота роторов.

Винтовые компрессоры

В отличие от роторного типа устройств, винтовые компрессоры обеспечивают диагональное движение воздуха в проточной части. Внутреннее сжатие достигается изменением объема полостей между корпусом и вращающимися винтовыми роторами. Такая конструкция позволяет получать довольно высокую степень повышения давления воздуха при высоком КПД (более 80%). Большая скорость вращения компрессора (до 12 тыс. об/мин) позволила снизить его габариты, к тому же появилась возможность использовать привод от газовой турбины.

Основными преимуществами винтового компрессора являются его высокая надежность и уравновешенность. Нагнетаемый воздух не содержит примесей масла, поэтому он наиболее пригоден для работы с поршневым двигателем.

Недостатком такого компрессора часто называют особую сложность формы роторов и их массивность, что ведет к их высокой стоимости. При работе винтовой компрессор производит шум высокой частоты, который вызывается пульсациями давления в режимах всасывания и нагнетания.

Рассмотрим конструкцию винтового компрессора на приведенном рисунке:

Его роторы представляют собой зубчатые колеса со спиральными зубьями, которые имеют большой угол наклона спирали. Профили зубьев и выемок роторов полностью соответствуют друг другу. В процессе работы зубья роторов не соприкасаются с корпусом и между собой, что достигается применением синхронизирующих шестерен на валах роторов. При этом отношение количества зубьев шестерен равно отношению количества зубьев соответствующих роторов. Основным распределительным органом при этом выступает ротор с впадинами.

Винтовые компрессоры могут создавать давление до 1 бара, а в некоторых случаях и выше, поэтому чаще всего применяются на мощных и скоростных автомобилях.

Центробежные компрессоры

Наибольшее распространение в двигателях внутреннего сгорания получили центробежные компрессоры. Этот тип устройств относится к лопаточным машинам, принцип действия которых основан на взаимодействии потока воздуха с лопатками рабочего колеса и неподвижных элементов машины. По сравнению с другими конструкциями, центробежные компрессоры имеют более компактные размеры и относительно просты в изготовлении.

Конструкция центробежного компрессора состоит из входного устройства, рабочего колеса (крыльчатки), и диффузора, который включает в себя безлопаточную и лопаточную части, причём последняя может отсутствовать. Также имеется воздухосборник, чаще всего выполняемый в виде улитки. В центробежном компрессоре воздух, пройдя через фильтр, попадает во входное устройство, которое для устойчивости потока постепенно сужается по направлению движения и служит для равномерного его подвода к колесу при минимальных потерях. Рабочее колесо устанавливается на шлицах, но в случае небольших размеров, может крепиться на гладком валу, который через механическую передачу связывается с коленвалом двигателя или рабочим колесом газовой турбины.

Основополагающими параметрами центробежного компрессора являются: расход воздуха, степень повышения давления и КПД компрессора. В современных устройствах, применяемых для наддува двигателей внутреннего сгорания, эти параметры могут изменяться в широком диапазоне. Так, например, степень повышения давления в компрессорах, приводимых в движение валом двигателя, может достигать 1,2 единиц. А в случае использования центробежного компрессора в форсированном комбинированном двигателе ее значение может достигать 3-3,5.

Центробежные компрессоры имеют много общего с турбокомпрессорами. Они довольно компактны, имеют небольшую цену и достаточно долговечны. Конечно, они не отличаются большим КПД и теряют свою эффективность на малых оборотах, но довольно часто применяются на отечественных автомобилях ВАЗ.

Хорошим примером такого устройства может служить компрессор «АutoTurbo» для ВАЗ 2110-2112 16V, 2170-2172 16V. Он может быть установлен на модель Лада-Приора, оснащенную ГУР или кондиционером. В комплекте используется серийный компрессор PK 23-1, создающий избыточное давление наддува до 0,5 бар при скорости вращения 5200 об/мин. Для его установки не требуется внесения изменений в конструкцию двигателя, только рекомендуется понизить степень сжатия путем замены штатной прокладки головки блока на более толстую. Разработчики изначально рассчитывали на максимальное упрощение установки компрессора, поэтому он может быть установлен автолюбителем самостоятельно.

Для установки на модель Нива-Шевроле предназначен центробежный компрессор «АutoTurbo» с установочным комплектом для ВАЗ 2123. В устройстве применен компрессор ПК-23, который при своевременной замене ремня и подшипников обладает неограниченным ресурсом. Создавая давление наддува до 0,5 бар, устройство отличается сравнительно небольшими габаритами и бесшумностью работы. Данный нагнетатель может устанавливаться на любые двигатели с максимальным объёмом 3 л.

Повышение мощности двигателя автомобиля достигается различными способами. Один из самых оптимальных подходов – повышение эффективности работы силовой установки путем наращивания объема бензино-воздушной смеси, подаваемой в цилиндры. Для этого в конструкцию двигателя добавляются компрессоры – механические нагнетатели, обеспечивающие принудительную подачу в камеры сгорания воздуха под большим давлением.

Что такое компрессор в машине?

Компрессором называется любой механизм, создающий на выходе высокое давление воздуха или другого газа. Используемые в автомобильных двигателях механические компрессоры работают от коленвала, крутящий момент которого передается посредством ременной либо цепной передачи. Кулачковые механизмы либо крыльчатка компрессора создают направленный воздушный поток, который подается в двигатель. Благодаря принудительному нагнетанию воздуха в цилиндры может закачиваться большее количество топлива, энергия сгорания увеличивается, вследствие чего возрастает и мощность мотора.

Следует отметить, что просто использовать больше бензина для увеличения мощности невозможно – для эффективного сгорания топлива требуется определенное количество кислорода. Таким образом, компрессор, по сути, является практически единственным возможным способом нарастить мощность двигателя, практически не изменяя его габариты и массу. Благодаря этому установка ДВС с механическим нагнетателем возможна даже на достаточно компактные и легкие автомобили.

Как работают компрессоры

В атмосферных автомобилях забор воздуха осуществляется по следующей схеме:

Опускаясь по цилиндру вниз, поршень создает разреженную среду.
В результате уменьшения давления воздух засасывается в камеру сгорания, где он впоследствии смешивается с топливом, сжимается поднимающимся поршнем и воспламеняется.

Здесь объем поступающего воздуха ограничивается рабочим объемом цилиндра, соответственно для моторов атмосферного типа единственным способом повышения мощности является увеличение внутреннего объема.

Двигатель с установленным компрессором

Установленный же компрессор позволяет использовать возможность воздуха сжиматься под внешним воздействием. Создаваемое его рабочими элементами давление заставляет цилиндры наполняться большим объемом воздуха, а горючая смесь, соответственно, получает больше кислорода. Добавляя к нему увеличенный объем топлива, удается получить больше энергии, которая при сгорании смеси толкает поршень и создает момент движения.

Для эффективного нагнетания воздуха рабочие элементы компрессора (роторы или крыльчатка) должны вращаться быстрее коленчатого вала. Достичь этого позволяет установка шестерней разных размеров: ведущая звездочка больше, чем приводные шестерни нагнетателя. Благодаря этому удается достичь частоты вращения в 50 000 об/мин. и более.

Дополнительно увеличить объем подаваемого в цилиндры воздуха позволяет установка интеркулера. Этот агрегат охлаждает воздух, выходящий из компрессора, в результате чего газ дополнительно сжимается.

Средний прирост мощности на автомобилях, оборудованных компрессорами, в сравнении с атмосферными аналогами составляет 35-45%, кроме того, примерно на 30% возрастает крутящий момент.

Читайте также: Что такое атмосферный двигатель и как он работает.

Виды компрессоров

Механические нагнетатели, устанавливаемые на двигатели современных машин, изготавливаются в разных видах:

роторные;
2-винтовые;
центробежные.

Они различаются, прежде всего, способом подачи воздуха в мотор. В основе роторного и 2-винтового механизма лежат кулачковые валы, а центробежные модели имеют в своей конструкции крыльчатки с тем или иным числом лопастей. У каждого из указанных типов есть свои индивидуальные преимущества и недостатки.

Самой старой является роторная конструкция нагнетателя. Она была запатентована еще в 1860 г., а в 1900 впервые использована в автомобилестроении. Вращающиеся кулачковые валы направляют попадающий в полость агрегата воздух в двигатель, где тот создает повышенное давление. Данный вид компрессоров является наименее эффективным по ряду причин:

такие устройства имеют большие габариты и массу;
при их работе создается прерывистый поток воздуха, в результате чего эффективность наполнения двигателя постоянно изменяется.

2-х винтовой компрессор.

2-винтовые модели имеют в своей конструкции 2 ротора, напоминающие червячную передачу. Они и обеспечивают движение воздуха в камеры сгорания. Общий принцип работы таких компрессоров в целом такой же, как и у роторных образцов. Однако здесь воздух сжимается уже внутри компрессора благодаря конической форме роторов и сужению воздушных карманов. Поэтому они более эффективны – провалов воздушного потока практически не возникает из-за повышенного давления в самом нагнетателе.

Наиболее эффективны на сегодняшний день центробежные компрессоры. Именно они используются для решения большинства задач, связанных с повышением воздушного давления в той или иной системе. Размещенная в корпусе такого нагнетателя крыльчатка вращается с частотой до 60 000 об./мин, благодаря чему возникает большая центробежная сила. Воздух выходит из такого компрессора на высокой скорости, но под низким давлением и подается на диффузор. Здесь скорость потока снижается, а давление повышается. Еще одно немаловажное преимущество устройств данного вида – компактные размеры: именно центробежные компрессоры устанавливаются на «заряженные» версии малолитражных автомобилей. Впрочем, на более крупных моделях их преимущества также становятся очевидны.

Читайте также: Как увеличить мощность двигателя: популярные способы.

Чем отличается компрессор от турбины

Мнение, что компрессор и турбина – это одно и то же, в корне ошибочно. Да, оба устройства выполняют общую задачу: нагнетают воздух в двигатель, однако они используют разный принцип исполнения этой задачи.

Компрессор приводится в действие энергией коленвала, а крыльчатку турбины заставляет вращаться поток выхлопных газов. Это отличие обусловливает следующий момент: работа турбины не приводит к потерям мощности, потому что она не использует энергию двигателя, в то время как для работы компрессора может потребоваться до 30% исходной мощности.

С другой стороны, эффективность турбины изменяется в зависимости от интенсивности работы двигателя, она дает ощутимый прирост мощности только на средних и высоких оборотах. Компрессор же работает в постоянном режиме, на который он выходит практически сразу после старта двигателя.

При этом, турбина – более сложный и поэтому дорогостоящий агрегат, чем компрессор. Она более чувствительна к качеству масла, а ее обслуживание и ремонт требует специфических навыков и зачастую стоит дороже ремонта компрессора.

Как можно увидеть, компрессор – это эффективный, надежный и относительно недорогой способ увеличить мощность автомобиля, сохраняя размеры и массу его двигателя. Такие устройства используются на автомобилях самого разного типа и назначения – от трековых и гоночных болидов до повседневных автомобилей с «горячим» характером.

Источник Источник http://krutimotor.ru/kompressor-na-dvigatel-mehanicheskij/
Источник Источник http://tuningsport.ru/articles/kompressor-privodnoy-nagnetatel/
http://avtonov.com/%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80-%D0%B2-%D0%B0%D0%B2%D1%82%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D0%B5-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%8D%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5/

Принцип работы турбокомпрессора автомобиля — ПроТурбо

Принцип работы турбокомпрессора

Турбокомпрессор – важнейшая составляющая часть двигателя современного автомобиля. Благодаря ему достигается существенный прирост мощности при незначительной массе самой детали. Как известно, принцип работы турбокомпрессора заключается в сильном сжатии подаваемого в двигатель воздуха и, соответственно, создании высокой мощности взрыва в цилиндрах двигателя. Благодаря турбокомпрессору в двигатель поступает на 50% больше объема воздуха, таким образом, сжигается больший объем топлива, что увеличивает мощность двигателя на 30-40% при тех же затратах топлива. Мотор, который имеет турбину, вырабатывает намного больше полезной энергии, чем не оснащенный ею.

Механизм состоит из таких основных элементов:

корпус турбины, в которой выхлопные газы вращают ротор;
корпус компрессора, который всасывает воздух, а затем с помощью ротора нагнетает его в систему впуска;
картридж между турбиной и компрессором, содержащий вал с крыльчатками ротора;
интеркулер, который охлаждает воздух перед нагнетанием его в цилиндры двигателя.

Принцип действия автомобильной турбины

Турбокомпрессор на двигатель крепится к выпускному коллектору. Система турбокомпрессора заключается в том, что турбина при помощи вала соединяется с компрессором, который установлен между воздушным фильтром и впускным коллектором.

Принцип действия автомобильной турбины заключается в сжатии воздуха, который поступает в цилиндры двигателя. Так возникает давление турбокомпрессора. Выхлопные газы из цилиндров вращают лопатки ротора и выходят через боковое отверстие в корпусе турбины в глушитель. Благодаря устройству турбины автомобиля ее ротор, находясь в специальном теплоустойчивом корпусе, превращает энергию потока отработавших газов в энергию вращения и перенаправляет её на компрессорный ротор.

С другой стороны вала ротор компрессора всасывает чистый атмосферный воздух из впускного тракта и направляет его под сильным давлением дальше во впускной тракт к цилиндрам мотора. Когда ротор компрессора вращается, воздух втягивается внутрь и сжимается, так как лопасти ротора вращаются с высокой скоростью. Корпус компрессора разработан таким образом, чтобы превращать поток воздуха, обладающий высокой скоростью и низким давлением, в поток воздуха с высоким давлением и низкой скоростью с помощью процесса, называемого диффузией. В этом и заключается принцип действия автомобильной турбины.

Особенности функционирования

Оба эти ротора, турбинный и компрессорный, жестко закреплены на роторном валу, вращающемся на гидростатических подшипниках. Они поддерживают вал на тонком слое масла, которое постоянно подается для снижения трения и охлаждения вала. Для правильной работы подшипники скольжения должны быть покрыты пленкой масла. Зазоры подшипников очень малы, меньше толщины человеческого волоса.

В турбомоторах воздух, который поступает в цилиндры, приходится дополнительно охлаждать – тогда его сжатие можно будет сделать еще сильнее, закачав в цилиндры двигателя больше кислорода. Ведь сжать холодный воздух легче, чем горячий. Воздух, проходящий через турбину, нагревается от сжатия, от деталей турбонаддува. Поэтому перед попаданием в цилиндры двигателя сжатый воздух охлаждается в интеркулере. Интеркулер – это радиатор жидкостного или водяного охлаждения, установленный на пути воздуха от компрессора к цилиндрам двигателя. За счет охлаждения увеличивается плотность воздуха и, соответственно, закачать в цилиндры его можно больше.

Мощность турбины автомобиля такова, что ротор турбокомпрессора вращается со скоростью до 150 тыс. оборотов в минуту, что примерно в 30 раз быстрее, чем скорость вращения автомобильного двигателя. Так как она соединена с выхлопной системой, температура в турбине также очень высокая. Работа турбокомпрессора заключается в том, что воздух поступает в компрессор при температуре окружающей среды, но при сжатии температура растет и на выходе из компрессора достигает 200°С.

На «самообслуживание» системы наддува тратится немного энергии от двигателя – всего лишь около 1,5%. Это происходит потому, что ротор турбины получает энергию от выхлопных газов за счет их охлаждения. Кроме этого, затрачиваемая на сжатие воздуха даровая энергия повышает КПД двигателя. Да и возможность снять с меньшего рабочего объема большую мощность означает меньшие потери на трение, меньший вес двигателя (и машины в целом). Все это делает автомобили с турбонаддувом более экономичными в сравнении с их атмосферными аналогами такой же мощности.

В последнее время популярность турбокомпрессоров резко возросла. Они оказалось перспективнее не только в смысле форсирования моторов, но и с точки зрения повышения экономичности и чистоты выхлопа. Если вы хотите купить турбокомпрессор с доставкой – вы обратились по адресу. На нашем сайте можно сделать заказ, а также узнать характеристики турбокомпрессора и характеристики турбины для модели своего автомобиля.

Принцип работы компрессора

— Новости

Компрессор

представляет собой пассивную гидравлическую машину, которая поднимает газ низкого давления в газ высокого давления, является сердцем холодильной системы. Он всасывает газообразный хладагент низкой температуры и низкого давления из всасывающей трубы, приводит в движение поршень через двигатель для его сжатия, выпускает газообразный хладагент высокой температуры и высокого давления в выхлопную трубу и обеспечивает мощность для цикла охлаждения.

Для достижения сжатия → конденсации (экзотермической) → расширения → испарения (поглощения тепла) холодильного цикла.Компрессор делится на поршневые компрессоры, винтовые компрессоры, центробежные компрессоры, линейные компрессоры и так далее. Представлены принцип работы, классификация, принадлежности, технические характеристики, эксплуатационные требования, производство компрессоров, распространенные неисправности и экологические требования, принцип выбора, условия установки и тенденции развития компрессора.

Компрессор по своему принципу можно разделить на компрессор объемного типа и компрессор скоростного типа.Объемный тип делится на: поршневые компрессоры, ротационные компрессоры; скоростные компрессоры делятся на: осевые компрессоры, центробежные компрессоры и компрессоры смешанного типа.

На сегодняшний день бытовые холодильники и кондиционеры представляют собой объемные купоны, которые можно разделить на поршневые и поворотные. В поршневых компрессорах используются поршни, кривошипы, шатуны или поршни, кривошипы, трубные механизмы, в ротационных — в основном компрессоры с роликовым ротором. В коммерческом кондиционировании другой центробежный, спиральный, винтовой.

По сфере применения можно разделить на низкое противодавление, противодавление, высокое противодавление. Низкое обратное давление (температура испарения -35 ~ -15 ℃), обычно используется для бытовых холодильников, морозильных камер и так далее. В обратном давлении (температура испарения -20 ~ 0 ℃), обычно используется для прилавков с холодными напитками, молоком и другими холодильными контейнерами. Высокое противодавление (температура испарения -5 ~ 15 ℃), обычно используется для комнатных кондиционеров, осушителей, тепловых насосов и т.д.

принцип работы

Используется в воздушном компрессоре в основном для регулировки состояния запуска и остановки воздушного компрессора, регулируя давление внутри бака, чтобы обеспечить время простоя воздушного компрессора, техническое обслуживание машины на заводе по вводу в эксплуатацию воздушного компрессора, в соответствии с Заказчику необходимо отрегулировать заданное давление, а затем установить перепад давления. Например, компрессор начинает запускаться, чтобы бак взбодрился, до давления 10 кг, компрессор отключается или разгружается, когда давление до 7 кг, когда воздушный компрессор начинает работать, здесь возникает разница давлений, этот процесс может позволить компрессору сделать перерыв, чтобы защитить роль воздушного компрессора.

Приводимый двигателем непосредственно в компрессор, коленчатый вал для создания вращательного движения, приводной шатун для возвратно-поступательного движения поршня, что приводит к изменению объема цилиндра. За счет изменения давления в цилиндре, через впускной клапан в воздух через воздушный фильтр (глушитель) в цилиндр, в процессе сжатия, за счет уменьшения объема цилиндра, сжатый воздух через выпускной клапан, выхлопную трубу, в клапан (обратный клапан) в бензобак, когда давление выхлопных газов достигает номинального давления 0.7 МПа с помощью реле давления и автоматически отключается. Когда давление в резервуаре падает до 0,5-0,6 МПа, реле давления автоматически подключается к запуску.

Производство компрессоров

Производство компрессоров осуществляется конвейерным способом. В механообрабатывающем цехе (в том числе литейном) для изготовления цилиндра, поршня (вала), клапана, шатуна, коленчатого вала, торцевых крышек и других деталей; в моторной установке сборка ротора, статора; в штамповочной мастерской для создания ракушки.А затем в сборочном цеху для сборки, сварки, очистки и сушки, и, наконец, испытания на квалифицированном упаковочном заводе.

Большинство производителей компрессоров не производят стартеры и устройства термозащиты, а приобретают их на рынке по мере необходимости. Компрессоры от имени предприятий: Meizhi, Mitsubishi, Embraco и так далее.

Как работают воздушные компрессоры?

В современном мире пневматики воздушные компрессоры жизненно важны для работы заводов и мастерских по всему миру.Но они были не всегда. Воздушные компрессоры являются относительно недавним изобретением в контексте истории машинного века.

До появления воздушных компрессоров многие инструменты получали энергию от сложных систем с ремнями, колесами и другими крупными компонентами. Эта техника была массивной, тяжелой и дорогостоящей и, как правило, была недоступна для многих небольших операций. Сегодня воздушные компрессоры бывают разных форм и размеров, и вы можете найти их в больших магазинах, автомастерских и даже в гараже вашего соседа.В этом руководстве мы обсудим, как работают воздушные компрессоры – от их основных функций до различных способов, которыми разные компрессоры управляют вытеснением воздуха.

Как работает воздушный компрессор?

Воздушные компрессоры работают, нагнетая атмосферный воздух под давлением для создания потенциальной энергии, которая может храниться в резервуаре для последующего использования. Как и в открытом воздушном шаре, давление увеличивается, когда сжатый воздух намеренно высвобождается, преобразуя потенциальную энергию в полезную кинетическую энергию.Оттуда эту передачу энергии можно использовать для питания различных пневматических инструментов.

Промышленные воздушные компрессоры работают аналогично двигателям внутреннего сгорания. Как правило, для работы воздушного компрессора требуется цилиндр насоса, поршень и коленчатый вал для передачи энергии для самых разных задач. Эти основные компоненты могут помочь подавать воздух для заполнения таких предметов, как шины или надувные игрушки для бассейна, или они могут обеспечивать питание для рабочих инструментов, таких как дрели, гвоздевые пистолеты, шлифовальные машины, шлифовальные машины и распылители.

Многие универсальные пневматические инструменты и машины, от ударных гайковертов до блоков переменного тока, отвечают за комфорт, укрытие, автоматизацию и эффективность повседневной жизни. Сами компрессоры более компактны и легки, чем другие централизованные источники питания. Они также долговечны, требуют меньшего обслуживания и их легче перемещать, чем другое старомодное оборудование.

Функциональность поршневого воздушного компрессора

Итак, как воздушный компрессор получает воздух? Для тех, кто использует поршни, это включает в себя две части: повышение давления и уменьшение объема воздуха.В большинстве компрессоров используется поршневая технология.

Воздушный компрессор обычно использует:

Электрический или газовый двигатель
Впускной и выпускной клапан для всасывания и выпуска воздуха
Насос для сжатия воздуха
Резервуар для хранения

Компрессор всасывает воздух и создает вакуум для уменьшения его объема. Вакуум выталкивает воздух из камеры в резервуар для хранения. Когда в накопительном баке достигается максимальное давление воздуха, компрессор выключается.Этот процесс называется рабочим циклом. Компрессор снова включится, когда давление упадет ниже определенного значения.

Воздушные компрессоры

не нуждаются в резервуарах для хранения, а некоторые из более мелких вариантов отказываются от них в пользу портативности.

Что такое вытеснение воздуха?

Объем воздуха лежит в основе каждого воздушного компрессора. Для сжатия воздуха внутренние механизмы внутри компрессора перемещаются, чтобы проталкивать воздух через камеру. Для этой цели используются два основных типа вытеснения воздуха:

Прямое смещение: В большинстве воздушных компрессоров используется этот метод, при котором воздух втягивается в камеру.Там машина уменьшает объем камеры для сжатия воздуха. Затем он перемещается в резервуар для хранения и сохраняется для последующего использования.

Динамическое смещение: В этом методе, также называемом неположительным смещением, используется крыльчатка с вращающимися лопастями для подачи воздуха в камеру. Энергия, создаваемая движением лопастей, создает давление воздуха за более короткий промежуток времени. Динамическое смещение можно использовать с турбокомпрессорами, поскольку оно работает быстро и создает большие объемы воздуха.Турбокомпрессоры в автомобилях часто используют воздушные компрессоры с динамическим рабочим объемом.

Типы объемных воздушных компрессоров

Поскольку объемный компрессор является более распространенным типом метода сжатия воздуха, существует большое разнообразие воздушных компрессоров объемного типа. Однако каждый работает по-своему. Некоторые лучше подходят для промышленного использования, а другие подходят для домашних проектов и небольших приложений. Вот некоторые из различных типов объемных воздушных компрессоров:

Винтовой компрессор: Винтовой компрессор типичен для промышленного использования и имеет размеры, подходящие для многих областей применения.Эти компрессоры имеют два винта внутри двигателя, которые постоянно вращаются в противоположных направлениях. Движение винтов создает вакуум, который всасывает воздух. Этот воздух попадает в ловушку между резьбой винтов и сжимается, когда он проталкивается между ними. Наконец, он направляется через выход или в защитный резервуар. Большинство винтовых компрессоров имеют промышленные размеры и смазываются маслом, хотя также доступны конструкции безмасляных компрессоров.

Вот более технический взгляд на работу винтовых компрессоров с впрыском масла:

Атмосферный воздух поступает в компрессор через впускной клапан.
Воздух проходит через линию регулирования давления к регуляторному клапану, и этот процесс устанавливает давление воздуха в системе.
Затем воздух поступает в компрессор, где смешивается с маслом в виде тумана.
Воздух проходит по длине двух внутренних винтов, когда они вращаются в противоположных направлениях.
Движение винта создает вакуум, захватывая и сжимая воздух в пространстве между винтами.
Сжатый воздух нагнетается через выпускное отверстие в резервуар первичного маслоотделителя, все еще смешиваясь с маслом в виде тумана.
Под действием центробежной силы внутри резервуара большая часть молекул масла превращается в капли и собирается на дне в виде масла, пригодного для повторного использования.
Затем воздух поступает во вторичный разделительный фильтр, где удаляется больше масла, дополнительно очищая воздух.
Безмасляный воздух выходит из системы, где он хранится в резервуаре или сразу же используется в подключенном пневматическом инструменте или оборудовании.

Роторно-лопастной: Ротационно-пластинчатый компрессор или вакуумный насос имеют принцип, аналогичный роторно-винтовому.С вращающейся лопастью двигатель размещается не по центру внутри закругленной полости. Двигатель имеет лопасти с автоматически регулируемыми лопастями. Когда руки приближаются к входу воздуха, они удлиняются, создавая большую воздушную полость. Когда двигатель вращается, перемещая вместе с ним воздух, плечи приближаются к выходному отверстию и становятся меньше, создавая меньшее пространство между лопастями и круглым корпусом, который сжимает воздух. Лопастные роторы имеют небольшие размеры и просты в использовании, что делает их идеальными для домовладельцев и подрядчиков.

Из-за схожести пластинчато-роторных и винтовых компрессоров для сравнения приведено техническое описание работы воздушного компрессора:

Атмосферный воздух поступает через впускной клапан и проходит в компрессор.
установлены на внутреннем вращающемся роторе, который расположен не по центру внутри полости.
Кронштейны с саморегулирующейся длиной делят пространство, создавая несколько полостей разного размера.
Воздух заполняет полость и перемещается вслед за вращением ротора.
По мере того, как полость становится меньше, давление воздуха увеличивается и сжимает воздух.
Затем сжатый воздух нагнетается через выход компрессора.

Поршневой/поршневой: В поршневом воздушном компрессоре вращение ротора заставляет поршень двигаться вверх и вниз.Когда поршень опускается, свободно стоящий воздух втягивается в камеру. Затем воздух сжимается и выталкивается наружу, когда поршень снова поднимается вверх. В некоторых компрессорах, называемых одноступенчатыми, используется только один поршень. Другие, называемые двухступенчатыми компрессорами, используют два поршня и способны сжимать больше воздуха. Поршневой тип воздушного компрессора является одним из самых распространенных.

Механика воздушного компрессора

Принцип работы воздушных компрессоров зависит от конструкции.Поршневые воздушные компрессоры могут иметь один из двух типов циклов сжатия:

Одноступенчатый: Поршень сжимает воздух за один ход. Ход — это один полный оборот коленчатого вала, приводящего в движение поршень. Простая одноступенчатая конструкция делает многие из этих компрессоров идеальными для частных проектов.

Вот технические этапы работы одноступенчатого воздушного компрессора:

Вращение ротора заставляет один поршень двигаться вверх и вниз.
При движении поршня вниз атмосферный воздух всасывается в камеру сжатия через открытый клапан.
Когда поршень движется вверх, воздух сжимается, поскольку он выталкивается в выходную камеру.
Затем сжатый воздух нагнетается через выход компрессора.

Двухступенчатый: Первый поршень сжимает воздух перед его перемещением в меньший цилиндр, где другой поршень еще больше сжимает его. Такая конструкция позволяет компрессору создавать более высокое давление, что делает его идеальным для заводов и мастерских.Поскольку кинетическая энергия, сжимающая воздух, генерирует тепло, многие двухступенчатые системы также охлаждают воздух, когда он проходит между каждым цилиндром. Охлаждение воздуха позволяет компрессору перемещать больше воздуха без перегрева.

Вот как работает двухступенчатый воздушный компрессор:

Ротор вращается для одновременного управления двумя поршнями, заставляя каждый поршень двигаться вверх и вниз в обратном направлении.
Большой поршень втягивает воздух в первую камеру сжатия, а затем выталкивает его к промежуточному охладителю.
Интеркулер использует непрерывный поток воды для охлаждения воздуха.
Меньший поршень сжимает большой объем воздуха в компактное пространство, дополнительно повышая его давление.
Затем сжатый воздух нагнетается через выходное отверстие маленьким поршнем.

Как работает регулятор воздушного компрессора?

Регулятор крепится к выпускному отверстию ресивера вашего компрессора и оснащен регулируемой ручкой и индикатором давления.Когда вы поворачиваете ручку против часовой стрелки, она давит на пружину, которая ограничивает клапан, который снижает давление за счет уменьшения подачи воздуха, поступающего в регулятор. Когда вы поворачиваете ручку по часовой стрелке, пружина и клапан освобождаются, пропуская на выходе воздух под более высоким давлением.

Для многих одноступенчатых воздушных компрессоров предустановленный предел давления составляет 125 фунтов на квадратный дюйм. Когда этот предел достигнут, реле давления срабатывает, чтобы остановить двигатель и производство сжатого воздуха. В большинстве операций вам не нужно достигать этого предела давления, поэтому многие компрессоры подключают воздушные линии к регулятору.С помощью регулятора вы можете ввести соответствующий уровень давления для данного инструмента.

Когда давление, необходимое для питания вашего инструмента, ниже, чем давление в вашем ресивере, регулятор регулирует давление за вас. Хотя регулятор не может поднять давление выше того, что уже есть в вашем баллоне, он гарантирует, что ваш инструмент получает постоянный поток воздуха при правильном давлении.

Когда достигается заданное давление, регулятор отключает насос в любой момент его цикла, что означает, что поршень может находиться на полпути с воздухом под давлением в камере, когда он останавливается.Этот воздух может оказывать чрезмерное давление на пусковую цепь, которой требуется больше энергии для запуска двигателя. Разгрузочный клапан — это простое дополнение, которое выпускает захваченный воздух, чтобы избежать этой проблемы.

Регулятор укомплектован двумя манометрами — один для контроля давления в баллоне, а другой — для контроля давления в воздушной магистрали. Также бак имеет аварийный клапан, срабатывающий при неисправности прессостата.

Что такое возвратно-поступательный поршень?

Возвратно-поступательный поршень состоит из следующих частей:

Коленчатый вал
Шатун
Цилиндр
Поршень
Головка клапана

Работает аналогично двигателю внутреннего сгорания в автомобиле.Шток коленчатого вала поднимает поршень в цилиндре и выталкивает воздух в камеру сжатия, уменьшая объем воздуха и увеличивая давление. Поршень закрывается, нагнетая сжатый воздух в накопительный бак. Затем поршень снова открывается, чтобы всосать больше воздуха и начать процесс заново.

Компрессоры, в которых используются поршни, могут быть громче, чем некоторые другие конструкции, из-за того, как компоненты машины движутся и создают трение. Но новые технологии и усовершенствованные конструкции предлагают модели с двумя и несколькими поршнями, которые могут сделать работу тише за счет разделения рабочей нагрузки.

Винтовой воздушный компрессор

Во многих тяжелых промышленных условиях поршневой компрессор просто не подходит. Для более высокого давления, необходимого для сложных пневматических и мощных инструментов, профессионалы обычно выбирают винтовые воздушные компрессоры.

В то время как поршневой воздушный компрессор использует пульсацию и переменный характер поршневой механики, роторно-винтовой компрессор работает непрерывно. Пара роторов сцепляются вместе, чтобы втягивать воздух и сжимать его, когда он движется по спирали.Вращательное движение перемещает воздух через камеру и выбрасывает его. Быстрые скорости вращения могут свести к минимуму утечку.

Компрессоры многих типов испытывают некоторую тряску, которая может повредить оборудование и требует принятия мер по минимизации вибраций. Напротив, большинство винтовых компрессоров работают плавно, обеспечивая равномерную работу без вибраций.

Ротационно-винтовые компрессоры могут варьироваться в широких пределах, с производительностью от 10 кубических футов в минуту до производительности в диапазоне от 4 до 5 цифр. Схемы управления включают:

Останов/пуск: Этот подход либо подает питание на двигатель, либо нет, в зависимости от приложения.
Загрузка/выгрузка: Компрессор постоянно питается, с золотниковым клапаном, который уменьшает емкость бака при удовлетворении определенной потребности в сжатии. Эта схема распространена в заводских условиях, и если она включает таймер остановки, она называется схемой двойного управления.
Модуляция: Модуляция также использует золотниковый клапан для регулировки давления путем дросселирования/закрытия впускного клапана, согласовывая производительность компрессора с потребностью. Эти регулировки менее эффективны для ротационных винтовых компрессоров, чем для других типов.Даже если мощность установлена на 0, компрессор все равно будет потреблять около 70 процентов своей полной мощности. Тем не менее, модуляция применима для операций, при которых частая остановка компрессора невозможна.
Переменный рабочий объем: Эта схема управления регулирует объем воздуха, всасываемого в компрессор. В винтовых компрессорах этот метод можно использовать вместе с регулирующими впускными клапанами для повышения эффективности и точности регулирования давления.
Переменная скорость: Переменная скорость — это эффективный способ управления производительностью ротационного компрессора, хотя он может по-разному реагировать на разные типы воздушных компрессоров.Он изменяет скорость двигателя, что влияет на выходную мощность. Это оборудование, как правило, более деликатное, чем другие конструкции, поэтому оно может не подходить для особенно жарких или пыльных рабочих сред.

Как работает смазка в воздушных компрессорах: маслозаполненные и безмасляные

Одна из самых важных вещей, которую нужно знать при обслуживании воздушных компрессоров, — это то, как работает смазка. Когда вы смотрите на масляные насосы, вы имеете дело с двумя категориями:

Насосы с масляной смазкой: В этой конструкции масло разбрызгивается на стенки и подшипники внутри цилиндра.Этот метод также называется масляной смазкой и имеет тенденцию быть более долговечным. Поршневое кольцо — это кусок металла на поршне, который помогает создать уплотнение внутри камеры сгорания. Это кольцо может помочь предотвратить попадание масла в сжатый воздух, но иногда оно все же может просачиваться в бак.
Безмасляные насосы: Безмасляные насосы получают специальную долговечную смазку, которая устраняет необходимость в масле. Безмасляные насосы являются отличным вариантом во многих отраслях промышленности, где загрязнение недопустимо, например, на пивоварнях, в пищевой и фармацевтической промышленности.Они гарантируют, что масло не загрязняет воздух, который они используют в своем процессе или продукте.

Насосы с масляным заполнением представляют собой несколько смешанную сумку. Для электроинструментов, нуждающихся в смазке, наличие масла в воздушном потоке может быть полезным. Для инструментов, которым требуется масло, встроенные источники могут распределять масло в равных количествах. С другой стороны, многие инструменты могут перестать работать правильно, даже если в воздушном потоке присутствует даже незначительное количество масла.

При покраске или деревообработке масло может прервать весь процесс.Это может препятствовать высыханию или равномерному нанесению покрытий. Масло в воздухе может даже повредить поверхность деревянных изделий.

К счастью, существуют средства для предотвращения попадания масла в бак, такие как воздушные фильтры и маслоотделители. Тем не менее, когда безмасляный воздух имеет решающее значение для работы, безмасляные компрессоры и их постоянная смазка являются лучшим вариантом.

Номинальная мощность воздушного компрессора

: что такое CFM?

Когда мы говорим о мощности воздушного компрессора, мы обычно говорим о лошадиных силах, но есть много других способов определить, какое давление может обеспечить машина.Мы используем кубические футы в минуту (CFM), чтобы обсудить скорость и объем, с которым машина сжимает воздух. Но скорость, с которой наружный воздух поступает в цилиндр, зависит от тепла, влажности и ветра в окружающей атмосфере.

Чтобы учесть эти внутренние и внешние факторы, производители используют стандартные кубические футы в минуту (SCFM), которые объединяют CFM с такими внешними факторами, как давление и влажность.

Другим рейтингом, который вы можете увидеть, является рабочий объем CFM, который оценивает эффективность насоса компрессора.Он извлекает информацию из числа оборотов в минуту (RPM) двигателя и объема воздуха, который может вытеснить цилиндр. Это число является скорее теоретическим измерением, в то время как вы также можете измерить CFM с точки зрения подаваемого воздуха или того, сколько фактически выбрасывается. Это число называется CFM FAD, что означает бесплатную подачу воздуха и полезно для измерения подачи к определенным инструментам.

Насосы и компрессоры: два инструмента для использования воздуха

Существует определенная путаница между словами «насос» и «компрессор», многие считают, что это одно и то же.На самом деле различие между ними является важной частью обсуждения воздушных компрессоров:

Насос забирает жидкости или газы и перемещает их между местами.
Компрессор берет газ, сжимает его до меньшего объема и более высокого давления и направляет в другое место.

Самое существенное отличие заключается в том, что насос может работать с жидкостями, а компрессор — нет. Жидкости гораздо труднее сжимать. Вы можете найти насос внутри компрессора, например, в поршневом воздушном компрессоре — часть, которая выполняет сжатие, является насосом.Функции насосов и компрессоров могут перекрываться на машинах, где давление повышается с каждым оборотом.

Возьмем, к примеру, насос для шин. Хотя он выполняет обе задачи — перемещение воздуха и уменьшение его объема — его цель — переместить наружный воздух куда-то еще, в непроницаемое для воздуха пространство шины. Поскольку его целью не является уменьшение громкости, технически он не считается компрессором. Альтернативным примером может быть использование пневматических инструментов, для которых требуется сжатый воздух. Устройство, уменьшающее объем воздуха, называется компрессором.

Воздушные насосы обычно относятся к одной из двух категорий:

Поршневые насосы с возвратно-поступательным движением. Велосипедный насос представляет собой поршневой насос, в котором цилиндр втягивает наружный воздух возвратно-поступательными движениями и подает его в шину.
Ротационные насосы, также называемые центробежными насосами, которые вращаются. В роторном насосе используется рабочее колесо, которое в основном представляет собой закрытый пропеллер. У него есть лопасти, которые перемещают поступающую жидкость и направляют ее через выпускное отверстие с высокой скоростью.Этот насос использует моторизованную энергию для перекачивания жидкости из одного места в другое, и его не следует путать с турбиной, которая улавливает уже движущиеся жидкости.

Сжатый воздух в повседневной жизни

От пневматических дрелей и тормозных систем до установок HVAC — широкий ассортимент пневматических инструментов и машин делает повседневную жизнь комфортной, безопасной и эффективной. Почти в каждом здании, через которое вы проходите или проходите в определенный день, пневматические инструменты помогали кому-то шлифовать дерево, красить стены и забивать балки и гипсокартонные плиты на место.В цехах по всему миру люди используют сжатый воздух для нанесения слоев краски и удаления пыли и мусора.

Удивительно, что человечество открыло способ использовать окружающий воздух, возможно, самый богатый ресурс на планете, и преобразовывать его в моторизованное оборудование для самых разных целей.

Quincy Compressor предлагает высококачественные воздушные компрессоры различных типов, включая винтовые, поршневые и безмасляные компрессоры. Воспользуйтесь нашим навигатором по продажам и обслуживанию , чтобы найти ближайшего к вам дилера.

Последнее обновление: 22 октября 2021 г., 15:30

Что такое воздушный компрессор?

Два часто задаваемых вопроса: «Что такое воздушный компрессор?» и «Как работает воздушный компрессор?» Воздушный компрессор — это механическое устройство, которое сжимает воздух и выпускает воздух под высоким давлением. Широкое использование воздушного компрессора заметно от дома до промышленности в различных случаях. Чтобы удовлетворить потребности пользователей и сделать воздух более эффективным, создаются различные типы воздушных компрессоров.Сегодня мы узнаем о типах воздушных компрессоров и о том, как работает воздушный компрессор, включая центробежный компрессор.

Как работает воздушный компрессор — базовый тип

Основные компоненты воздушного компрессора (поршневого типа):

В основном воздушный компрессор состоит из трех частей: электродвигатель, насос и ресивер (бак). приемники могут быть вертикальными или горизонтальными, различаясь по размеру и емкости.

Электродвигатель

Электродвигатель предназначен для питания насоса.двигатель приводит в движение шкив через ремни, которые передают мощность от двигателя к поршням насоса через маховик и коленчатый вал. Механизм маховика предназначен для охлаждения насоса компрессора.

Насос

Насос предназначен для сжатия воздуха и подачи его в ресивер. Двухступенчатые воздушные компрессоры имеют как минимум два цилиндра насоса. Сжимая воздух дважды сначала в большом цилиндре низкого давления, а затем в меньшем цилиндре высокого давления, двухступенчатый компрессор может создавать давление от 145 до 175 фунтов на квадратный дюйм.

Ресивер (бак)

Ресивер служит для хранения сжатого воздуха. Обратный клапан на входе в ресивер предотвращает попадание сжатого воздуха из ресивера обратно в насос компрессора.

Типы воздушных компрессоров:

По сути, воздушные компрессоры можно разделить на 3 типа.

В зависимости от подаваемого давления.
По конструкции и принципу действия.
В зависимости от степени сжатия воздуха.

В зависимости от выходного давления воздушные компрессоры делятся на 3 типа.

A) Воздушный компрессор низкого давления: Этот тип воздушного компрессора может создавать давление до 150 фунтов на квадратный дюйм.
B) Компрессор среднего давления: Этот тип компрессора может создавать давление от 150 до 1000 фунтов на квадратный дюйм.
C) Воздушный компрессор высокого давления: Эти гигантские типы компрессоров всегда создают давление выше 1000 фунтов на квадратный дюйм.

Если классифицировать воздушные компрессоры по принципу конструкции и принципу действия, то воздушные компрессоры можно разделить на два типа

2.A) Винтовой компрессор

2.B) Турбокомпрессор

Третья основная классификация воздушных компрессоров основана на степени сжатия. Эту категорию также можно разделить на два типа.

3. A) Объемный воздушный компрессор

3. B) Ротородинамический воздушный компрессор.

И последнее, но не менее важное: объемные воздушные компрессоры можно разделить на три типа: поршневые, винтовые и лопастные.

Как работает воздушный компрессор поршневого типа ?

Воздушный компрессор бывает нескольких различных типов, но наиболее распространенной является модель поршневого типа. Другими вариантами являются винтовой или центробежный компрессор. Однако, поскольку поршневые модели более распространены, давайте обсудим, как они работают.

Если вы знакомы с поршнями в своем автомобиле, то можете себе представить, как работает этот компрессор. Эта машина может иметь конструкцию одинарного или двойного действия, смазываться маслом или быть безмасляной.

Воздушные компрессоры поршневого типа работают, используя поршень для заполнения резервуара воздухом. Поскольку поршень втягивает воздух снаружи, клапаны и прокладки вокруг него герметизируют воздух и предотвращают его утечку. После каждого цикла в камеру нагнетается больше воздуха, что увеличивает ее давление.

В моделях двойного действия поршни расположены в форме буквы L, при этом вертикальный цилиндр имеет низкое давление, а горизонтальный — высокое давление. Эта настройка позволяет компрессору работать более эффективно, гарантируя, что вы сможете поддерживать более стабильный PSI.

Как в промышленности, так и в быту воздушный компрессор играет очень важную роль. В самом общем виде мы увидим, как работает воздушный компрессор. Обычно у них есть большой кусок трубы, называемый цилиндром с поршнем внутри, приводимым в движение коленчатым валом и шатуном.

Пара автоматических клапанов дополняет пункты, необходимые для нашего объяснения. Во-первых, компрессорная система начинает смотреть вниз в цилиндр. Это создает частичный вакуум атмосферного давления, который открывает впускной клапан.

По мере опускания поршня цилиндр наполняется атмосферным воздухом, в результате чего весь цилиндр заполняется воздухом при атмосферном давлении. Когда коленчатый вал совершает осторожный оборот, поршень снова начинает двигаться вверх. Давление, создаваемое внутри цилиндра, дополнительно к пружине, установленной на клапане, закрывает впускной клапан. Затем повышенное давление открывает автоматический выпускной клапан. когда поршень достигает своего максимального верхнего положения, выпускной клапан снова закрывается.

Цикл повторяется, и давление внутри резервуара становится все выше и выше.Специальный датчик, установленный на баке, измеряет давление и отключает приводной двигатель компрессора. Всякий раз, когда давление в резервуаре падает из-за использования воздуха или утечки, датчик перезапускает двигатель.

Смазка компрессора осуществляется за счет определенного количества масла, содержащегося в масляном поддоне компрессора, а также за счет смазочных устройств, размещенных в воздухозаборном патрубке для поддержания взвеси капель масла для смазки клапанов внутри цилиндр.также имеется прозрачный фильтр, в котором скапливается большая часть воздуха, который необходимо периодически сливать, предотвращая его попадание в камеру сжатия. Примерно так работает базовый компрессор

Принцип работы центробежного компрессора

Давайте рассмотрим центробежный компрессор, который использует компрессию паров неположительного вытеснения для сжатия большого количества хладагента и обычно используется в системах охлаждения очень большой мощности.Центробежный компрессор состоит из трех основных компонентов:

Рабочее колесо
Диффузор
Спиральный корпус

Центробежные компрессоры большой производительности могут иметь два или более рабочих колеса или ступени в одном корпусе. Центробежные компрессоры обычно приводятся в действие герметичными электродвигателями. Однако компрессоры с открытым приводом и центробежные компрессоры также доступны для применений, использующих паровую турбину, газовую турбину или двигатель.

Рабочее колесо представляет собой вращающийся круглый диск с изогнутыми лопастями, который приводится в движение с высокой скоростью электродвигателем.При вращении рабочего колеса пары хладагента перемещаются из всасывающего отверстия в его центре к внешнему краю под действием центробежной силы. Пар поступает на всасывание с относительно низкой скоростью и покидает внешний край рабочего колеса с высокой скоростью; это означает, что крыльчатка передает свою энергию вращения пару, но высокая скорость не связана с высоким статическим давлением.

Для достижения желаемого повышения давления или сжатия пар необходимо замедлить, преобразовав его скоростное давление в статическое давление.Вот тут-то и появляется диффузор. По мере того, как пар с высокой скоростью движется радиально наружу через диффузор, площадь проходного сечения увеличивается, замедляя пар и увеличивая статическое давление.

Некоторые центробежные модели имеют диффузоры с лопастями или трубками, которые изменяют направление потока и дополнительно замедляют пар. Спиралевидный корпус собирает медленно движущийся пар высокого давления вокруг диффузора и направляет его к нагнетательному патрубку компрессора.

Впускной направляющий аппарат регулирует производительность центробежных компрессоров.Эти подвижные лопасти расположены во всасывающем отверстии. Когда лопасти полностью открыты, компрессор обеспечивает полную холодопроизводительность. Поскольку лопасти закрыты, они уменьшают поток хладагента через компрессор, снижая производительность холодильного цикла.

Кроме того, регулирование производительности центробежного компрессора также может осуществляться путем изменения скорости вращения. На этом мы завершаем наш раздел, посвященный механическому парокомпрессионному циклу неположительного вытеснения с использованием центробежного компрессора.

Подробнее: Терминология воздушных компрессоров

Типы воздушных компрессоров: принцип работы, применение (PDF)

Из этой статьи вы узнаете Что такое воздушный компрессор ? Его Работа, применение, отличия и типы воздушных компрессоров . Вы также можете скачать PDF-файл этой статьи в конце.

Что такое воздушный компрессор?

Воздушный компрессор , как следует из названия, представляет собой машину для сжатия воздуха и повышения его давления.Воздушный компрессор всасывает воздух из атмосферы и сжимает его. Затем его отправляют в емкость для хранения под высоким давлением.

Из емкости для хранения его можно транспортировать по трубопроводу в место, где требуется подача сжатого воздуха. Поскольку для сжатия воздуха необходимо выполнить некоторую работу, следовательно, компрессор должен приводиться в движение каким-либо первичным двигателем.

Сжатый воздух применяется для различных целей, таких как пневматические дрели, клепальщики, дорожные буры, краскораспылители, пусковые установки, реактивные и воздушные двигатели и многое другое.

Он также используется в работе подъемников, домкратов, насосов и многого другого оборудования. В промышленности сжатый воздух используется для создания дутья в доменных печах и бессемеровских конвертерах.

См. также: Список частей автомобильного двигателя: их назначение (фотографии) PDF

Типы воздушных компрессоров

Ниже приведены типы воздушных компрессоров:

Поршневой воздушный компрессор
Роторный воздушный компрессор
906 Центробежный компрессор
Осевой воздушный компрессор

1.Поршневой воздушный компрессор

Поршневой воздушный компрессор представляет собой поршневой компрессор объемного типа. Поршень приводится в движение коленчатым валом для подачи газов под высоким давлением в цилиндр.

В этих типах воздушных компрессоров сначала газ поступает из всасывающего коллектора. Этот газ проходит через компрессионный цилиндр, где он сжимается прикрепленным к нему поршнем. Он приводится в возвратно-поступательное движение с помощью коленчатого вала и освобождается.

Типичный поршневой компрессор обычно используется в автомобильной промышленности для выработки мощности от 5 до 30 лошадиных сил. Поршневой компрессор большого типа создает мощность до 1000 лошадиных сил, что соответствует 750 кВт, и используется в крупной нефтяной промышленности.

По сравнению с обычным диафрагменным компрессором он имеет более длительный срок службы и требует бесшумного обслуживания из-за непрерывной эксплуатации. Поршневой компрессор используется в газопроводах, химических заводах, кондиционерах и холодильных установках.

2. Роторный воздушный компрессор

Роторный воздушный компрессор, представляющий собой простейший компрессор, состоит из двух роторов с кулачками, вращающихся в герметичном корпусе с впускным и выпускным отверстиями. Его действие напоминает действие шестеренчатого насоса.

Существует множество конструкций колес, но обычно они имеют две или три кулачка. Лепестки сделаны таким образом, что они обеспечивают герметичное соединение в точке их контакта.

Механическая энергия подается от одного внешнего источника на один из роторов, при этом вторая шестерня приводится заранее.При вращении роторов воздух при атмосферном давлении задерживается в карманах, образованных между кулачками и корпусом.

Вращательное движение лепестков подает набранный воздух в ресивер. При этом больший расход воздуха в ресивере увеличивает его давление. Наконец, воздух подается из ресивера под высоким давлением.

3. Центробежный воздушный компрессор

Центробежный нагнетательный компрессор общего типа имеет ротор (или рабочее колесо), в котором симметрично расположены несколько типов изогнутых лопаток.Ротор вращается в герметичном корпусе с входным и выходным патрубками.

В этих типах воздушных компрессоров корпус компрессора сконструирован таким образом, что кинетическая энергия воздуха преобразуется в энергию давления до того, как он покинет корпус, как показано на рисунке. Механическая энергия передается ротору от внешнего источника.

Когда ротор вращается, он всасывает воздух через отверстие, увеличивает давление за счет центробежной силы и выталкивает воздух через диффузор.Давление воздуха еще больше возрастает при его протекании по диффузору.

Наконец, воздух под высоким давлением подается в ресивер. Было бы интересно узнать, что воздух входит в рабочее колесо радиально и выходит из лопасти в осевом направлении.

4. Осевой воздушный компрессор

Простейший осевой компрессор имеет несколько вращающихся лопастей, прикрепленных к вращающемуся барабану. Барабан вращается внутри герметичного корпуса, к которому прикреплены ряды лопаток статора, как показано на рисунке.

Лопасти изготовлены из аэродинамического профиля для снижения потерь, создаваемых турбулентностью и разделением границ. Механическая энергия передается вращающемуся валу, который вращает барабан.

Воздух поступает с левой стороны компрессора. Когда барабан начинает вращаться, воздух проходит через установленные статор и ротор. Когда воздух проходит от одного набора статоров и роторов к другому, он сжимается.

При последовательном сжатии воздуха во всех комплектах статора и ротора воздух подается под высоким давлением на выходе.

Разница между возвратно-поступательным и ротационным воздушным компрессором

Ниже принципиальные точки сравнения поршневых и роторных компрессоров воздуха:

поршня воздушного компрессора	роторный воздушный компрессор
Большое давление доставки может достигать 1000 кг/см 2 в поршневом воздушном компрессоре.	Большее давление подачи 10 кг/см 2 только в ротационном воздушном компрессоре.
При этом максимальный расход воздуха составляет около 300 м 3 /мин.	При этом максимальный расход воздуха достигает 3000 м 3 /мин.
Они подходят для низкого расхода воздуха при очень высоком давлении.	Они подходят для больших выпусков воздуха при низком давлении.
Низкая скорость воздушного компрессора.	Высокая скорость воздушного компрессора.
Подача воздуха прерывистая.	Подача воздуха непрерывна.
Размер воздушного компрессора велик для данного расхода.	Размер воздушного компрессора мал для данного расхода.
Балансировка является серьезной проблемой.	Нет проблем с балансировкой.
Пневматическая отправка загрязнена, так как она контактирует со смазочным маслом.	Подаваемый воздух чище, так как он не контактирует со смазочным маслом.
Система смазки сложная.	Система смазки проста.
При этом изотермическая эффективность применяется для всех видов расчетов.	При этом изэнтропическая эффективность применяется для всех видов вычислений.

Разница между центробежными и осевыми воздушными компрессорами

Ниже приведены основные точки сравнения центробежных и осевых компрессоров воздуха:

центробежного компрессора	осевой компрессор
Движение воздуха перпендикулярно оси компрессора.	Движение воздуха параллельно оси компрессора.
Низкие производственные и эксплуатационные расходы.	Высокие производственные и эксплуатационные расходы.
Центробежный компрессор требует низкого пускового момента.	Осевой компрессор требует высокого пускового момента.
Не подходит для многоступенчатой обработки.	Подходит для многоступенчатой установки.
Для данной скорости потока требуется большая фронтальная площадь.	Для заданной скорости потока требуется небольшая лобовая площадь. Это делает компрессор пригодным для воздушных судов.

Применение воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры, используемые в таких отраслях, как нефтеперерабатывающие заводы, заводы по переработке природного газа, нефтехимические и химические заводы и аналогичные крупные промышленные предприятия, где требуется быстрое сжатие.

Он также используется в холодильной технике и кондиционерах для перемещения тепла в циклах хладагента.В газотурбинных системах также используются воздушные компрессоры для сжатия всасываемого воздуха при сгорании.

Пневматическим инструментам требуется сжатый воздух для многих промышленных, производственных и строительных процессов. Воздушные компрессоры также применяются в самолетах для поддержания давления в кабине на высоте.

Турбокомпрессоры и нагнетатели представляют собой компрессоры, улучшающие характеристики двигателя внутреннего сгорания за счет увеличения массового расхода воздуха внутри цилиндра. Следовательно, двигатель может сжигать больше топлива и, следовательно, обеспечивает большую мощность.

Воздушный компрессор обычно используется в железнодорожных и автомобильных транспортных средствах для приведения в действие тормозов рельсовых или автомобильных транспортных средств.

Как выбрать воздушный компрессор?

Если вы выберете неправильный воздушный компрессор для своей установки, это может стоить вам сотен или тысяч долларов в виде потерянной энергии и производственного времени.

Это очень важно при выборе правильного воздушного компрессора, потому что единственным фактором, определяющим термин, является количество кубических футов в минуту расхода воздуха, необходимого для установки.

При выборе компрессора для мобильного использования учитывается множество факторов. Эти факторы включают в себя такие факторы, как первоначальная цена покупки, простота и стоимость обслуживания, размер, доступность, воздушный поток и долговечность.

Знание того, что компрессор удовлетворяет вашим требованиям, является важным шагом в окончательной доработке вашей промышленной компрессорной системы.

Подведение итогов

Воздушный компрессор — наиболее полезная машина во многих отраслях промышленности, поэтому изучение различных типов воздушных компрессоров поможет вам понять, как они работают.Итак, на данный момент я надеюсь, что вы узнали о различных типах воздушных компрессоров .

Если у вас есть какие-либо вопросы или сомнения по поводу этой статьи, вы можете задать их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о новых публикациях. Это бесплатно.

Загрузите PDF-файл этой статьи отсюда:

Узнайте больше в нашем блоге:

Что такое паровой двигатель? Его части, типы, принцип работы и многое другое
Паровой конденсатор: части, типы, работа, преимущества и недостатки
Составной паровой двигатель: типы, работа, преимущества и многое другое

Что такое компрессоры? Определение, значение, типы, детали, работа

Что такое компрессоры? Это объясняется вместе с типами, различными частями или компонентами, основными принципами работы, приложениями и т. д.

Приступаем к статье!

Что такое компрессоры? Определение и значение

Компрессор является важным компонентом большинства промышленных машин и даже некоторых бытовых приборов.

От двигателей внутреннего сгорания до холодильников компрессоры используются и играют очень важную роль в работе.

Они имеют широкий спектр применения. Давайте узнаем о них подробнее.

Компрессор в основном увеличивает давление жидкости за счет уменьшения ее объема.
Слово «компрессия», очевидно, означает уменьшение объема жидкости.
Позже жидкость будет использоваться для различных применений или дальнейших процессов.
Газы сжимаемы, и компрессор наилучшим образом использует эти характеристики.
В настоящее время доступно большое разнообразие типов компрессоров. Они используются в соответствии с требуемыми приложениями.

Рис. 1 Что такое компрессоры?

Компрессоры и насосы похожи, но не стоит беспокоиться.Мы будем различать эти два в самой этой статье.

Итак, компрессоры в основном используются в ступенях. Последняя стадия меньше первой. Для повышения давления нагнетания используются ступени. Чем больше ступеней, тем больше будет компрессия.

Получив базовые знания о том, что такое компрессоры, давайте узнаем о широком спектре типов компрессоров.

Ознакомьтесь с нашим «Обучающим приложением MechStudies» в iOS и Android

Типы компрессоров

Компрессоры делятся на два типа.Одним из них является поршневой компрессор, который чаще всего используется, а другим является динамический компрессор.

Мы рассмотрим типы, а позже подробно о каждом из них.

Прямое смещение

Компрессор прямого вытеснения — это компрессор, который сжимает воздух за счет перемещения механической связи, уменьшающей объем.

Проще говоря, этот компрессор всасывает дискретное количество газа внутрь и выталкивает его на выходе из компрессора.

Объемные компрессоры делятся на два типа:

Поршневые компрессоры
Ротационные компрессоры

Эти компрессоры далее классифицируются следующим образом:

Поршневые компрессоры

Мембранный компрессор
Компрессор двустороннего действия
Компрессор одностороннего действия

Ротационные компрессоры

Тип компрессоров

Динамические компрессоры

Динамические компрессоры работают при постоянном давлении.Хотя на производительность динамических компрессоров влияют внешние условия.

В этих компрессорах воздух всасывается между лопатками с помощью быстро вращающихся крыльчаток. Далее газ отводится через диффузор.

Эти компрессоры бывают только двух типов, в зависимости от основного направления потока газа.

Прежде чем углубляться в детали каждого компрессора, давайте узнаем об основных деталях или компонентах, используемых в компрессоре.

Детали компрессоров и описание

Какие основные части компрессоров?

Детали компрессора следующие,

Pistons
разъема
приводы
втулки
прокладки и уплотнения
Rotors
0 клапаны
мотор
9006LER
муфты и т. Д.

Компрессорные детали Описание

Поршень

Поршни являются неотъемлемой частью поршневых компрессоров.

Поршни создают давление воздуха за счет движения поршня и шатуна.
Поршни совершают возвратно-поступательное движение вверх и вниз.
Для поддержки поршня и направления поршня доступна гильза.
Кольца поршневые применяются везде, где это необходимо в соответствии с типами и назначением.

Части компрессоров

Соединительные стержни

Шатуны крепятся к поршню и используются для перемещения поршня вверх и вниз.Они берут на себя большую рабочую нагрузку, и поэтому они сделаны с учетом долговечности.

Приводы

Приводы отвечают за создание вращательных и линейных перемещений.

Они заставляют воздух выходить из выпускных отверстий.
Но в случае каких-либо утечек или дефектов в приводах может наблюдаться некоторое снижение выходной воздушной силы.

Втулки

Втулки используются для создания пространства между движущимися частями.

Это виды защитных устройств для компрессора.
Встроенные во внутренние части воздушного компрессора, они обеспечивают защиту от поломок.

Прокладки и уплотнения

Это защитные устройства для компрессоров. Воздух в компрессоре не должен протекать, и они должны быть полностью герметичными, чтобы избежать аварий или поломок.

Они предназначены для различных частей компрессора, где должна быть реализована защита от утечек, например,

головки клапанных тарелок,
картер,
промежуточные охладители,
сальники и т. д.

Роторы

Роторы являются частями роторных компрессоров.

Имеются два механизма блокировки двух роторов, которые сжимают воздух от впускного клапана.
Роторный компрессор сжимает воздух.

Клапаны

Клапаны являются регулирующим оборудованием для работы компрессоров.

Клапаны выполняют такие функции, как впуск и выпуск воздуха, слив воды, регулировка потока воздуха.
Их регулярно проверяют, потому что работа зависит от клапанов, и если клапаны работают ненормально, это напрямую влияет на компрессор.

Двигатель

Двигатель используется для работы со сжатым воздухом. Однако могут использоваться и другие драйверы, например —

Интеркулеры

Промежуточные охладители используются для повышения общей производительности компрессоров. Его можно использовать для настройки ступеней компрессора.

Муфты

Предотвращают утечки из систем высокого давления.

Теперь пришло время вкратце рассказать о каждом из типов компрессоров. Начиная с поршневого компрессора.

Объемные компрессоры

Поршневые компрессоры

Попробуем разобраться, что такое поршневые компрессоры? Поршневые компрессоры, как следует из названия, носят поршневой характер с поршневым включением.

Используют поршни и приводятся в движение коленчатыми валами. Поршневые компрессоры могут быть как одноступенчатыми, так и многоступенчатыми.
Они могут приводиться в действие электродвигателями или двигателями внутреннего сгорания.
Они доступны в меньших диапазонах, таких как 5-40 лошадиных сил, которые обычно используются в автомобильной технике.
Также в широком диапазоне мощностью 1000 лошадиных сил используются в крупных отраслях промышленности и нефтяной промышленности.

Поршневые компрессоры далее классифицируются на основе числа количества тактов нагнетания на один оборот коленчатого вала.

Поршневой компрессор одностороннего действия : В этом типе за один оборот коленчатого вала выполняется только один такт нагнетания.
Поршневой компрессор двойного действия : В этом типе два такта нагнетания выполняются за один оборот коленчатого вала.

В случае сжатия воздуха лучше всего подходят многоступенчатые поршневые компрессоры двойного действия. Но они дороже, чем роторные компрессоры.

Тип компрессора поршневой

Поршневые компрессоры способны сжимать широкий спектр газов, хладагентов.Эта характеристика поршневых компрессоров позволяет использовать их в различных приложениях в зависимости от размера, количества цилиндров и т. д.

Мембранные компрессоры

являются разновидностью поршневых компрессоров. Они имеют гибкую мембрану, которая перемещается вперед-назад с помощью шатунного и кривошипного механизмов. Они подходят для перекачивания токсичных и взрывоопасных газов.

Преимущества поршневых компрессоров

Небольшие по размеру, особенно одностороннего действия.
Для них не требуется отдельная смазочная система.
Простое и легкое обслуживание.
Многоступенчатые компрессоры более эффективны в работе.

Недостатки поршневых компрессоров

Относительно высокая стоимость компрессов.
Высокие требования к пространству
Высокий уровень шума

Ротационные компрессоры

Винтовые компрессоры

Он имеет два спиральных винта, зацепленных друг с другом.Спиральные винты толкают газ, чтобы он перемещался в меньшее пространство и, следовательно, сжимался.

Они используются для двигателей мощностью от 3 до 1200 л.с.
Если говорить вкратце о его работе, то используются винтовые винты, которые плотно зацеплены друг с другом.
Один мужчина, а другой женщина, поддерживая точное выравнивание без какого-либо контакта, они сжимают газ.
После нагнетания газа через компрессор газ выходит на конце винтов.

Винтовой компрессор компрессорного типа Изображение: IndiaMART

Они обычно используются в крупных промышленных установках для подачи сжатого воздуха. В основном используется там, где требуется постоянная подача воздуха.

Преимущества винтовых компрессоров

Винтовые компрессоры имеют более длительный срок службы по сравнению с другими компрессорами.
Возможности спроса хорошие.
Бесшумны в работе.

Недостатки винтовых компрессоров

Высокие первоначальные затраты.
Требования к специальному техническому обслуживанию

Пластинчато-роторные компрессоры

Ротационно-пластинчатые компрессоры оснащены лопастями, которые вставляются в имеющиеся радиальные пазы на роторе. Ротор установлен как бы со смещением относительно большего корпуса. Когда роторы вращаются, лопасти входят в пазы и выходят из них.

Следовательно, из-за того, что лезвия входят и выходят из него, создается увеличивающийся и уменьшающийся объем.
Так сжимается воздух в пластинчато-роторных компрессорах.Наряду с поршневыми компрессорами это одни из старейших компрессоров.

Ротационно-пластинчатые компрессоры

Преимущества пластинчато-роторных компрессоров

Лопастные компрессоры создают хороший вакуум для всасывания.
Эти компрессоры хорошо подходят для непрерывной подачи воздуха.
Увеличенный срок службы пластинчатых компрессоров.
Подходит для умеренного давления.

Недостатки пластинчато-роторных компрессоров

Вибрации больше.
Техническое обслуживание требует большого количества движущихся частей.

Роликовый поршень

Роликовый поршень, как следует из названия, имеет поршень, образующий перегородку. Перегородка выполнена между лопастью и ротором.

Следовательно, катящийся поршень будет прижимать газ к неподвижной лопасти, и таким образом воздух будет сжиматься.
Эти катящиеся поршни обеспечивают более высокую эффективность благодаря меньшим потерям.
Но конструкция катящихся поршней, если они используются для хладагентов, не допускает грузоподъемности более 5 тонн.

Компрессор роликового поршневого типа

Преимущества катящегося поршня

Они компактны и легки.
Детали машин хорошо сбалансированы и менее шумны.
Низкие первоначальные затраты.
Простая смазка.

Недостатки роликового поршня

Давление нагнетания на ступень низкое.
Нет гибкости в отношении емкости и степени сжатия.

Спиральные компрессоры

Спиральные компрессоры также известны как спиральные компрессоры из-за их формы и конструкции.Они используются в системах кондиционирования воздуха, в качестве автомобильного нагнетателя и вакуумного насоса.

Имеет две чередующиеся спирали для перекачивания и сжатия жидкостей.
Геометрия может быть эвольвентой или спиралью Архимеда.
Один из используемых спиралей зафиксирован, а другие вращаются эксцентрично, не вращаясь.
Другим методом создания движения сжатия является совместное вращение витков в синхронном движении, но со смещенными центрами вращения.
Относительное движение такое же, как если бы человек вращался по орбите.

Спиральный компрессор

Преимущества спирального компрессора

Они уже в работе.
Простая конструкция и меньше деталей
Низкие требования к техническому обслуживанию.
Безмасляные конструкции.

Недостатки спирального компрессора

Низкая емкость
Относительно дорогие.
Если один элемент выйдет из строя, вам может потребоваться купить совершенно новый элемент.
Сжатый воздух может быть очень горячим.

Динамические компрессоры

Центробежные компрессоры

Это подтип динамических компрессоров, также известный как радиальные компрессоры. Они достигают сжатия с помощью кинетической энергии, добавляемой к потоку жидкости с помощью ротора или крыльчатки.

Позже кинетическая энергия преобразуется в потенциальную путем замедления потока через диффузор.

Если говорить о его работе, то жидкость поступает в компрессор без завихрений и прочего.
Но когда поток проходит через центробежную крыльчатку, крыльчатка заставит поток вращаться быстрее.
Позже эта кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию в виде давления.

Типы компрессоров центробежные

Они используются в широком диапазоне применений, таких как турбокомпрессоры и нагнетатели дизельных двигателей. В трубопроводах природного газа для перемещения газа от места добычи к потребителям газа.

В системах кондиционирования и охлаждения центробежные компрессоры обеспечивают сжатие в контуре водяных чиллеров.

Преимущества центробежного компрессора

Небольшой вес и простота конструкции
Не содержат масла
Высокая энергоэффективность
Широкий диапазон скоростей вращения
Надежны и не требуют особого обслуживания

Недостатки центробежного компрессора

Высокие степени сжатия не подходят
Чувствительны к изменениям состава газа
Необходимы виброопоры
Проблемы с помпажем, остановкой двигателя и засорением

Осевые компрессоры

Второй тип динамического компрессора — это осевой компрессор.Это газовые компрессоры, которые могут постоянно сжимать газы. Осевой компрессор использует массивы веерообразных аэродинамических профилей для сжатия жидкости.

В этом компрессоре используются два набора фольги.
Один канцелярский, другой вращающийся.
Вращающийся аэродинамический профиль можно назвать лопастями или роторами, и они будут ускорять жидкость.
Другой замедлит движение жидкости и изменит направление движения жидкости для следующей ступени.

Осевые компрессоры имеют высокий КПД, но они дороги и требуют высококачественных материалов. В основном они используются в крупных газовых турбинах, насосных станциях природного газа и химических заводах.

Теперь мы видели как динамические, так и объемные компрессоры.

Тип компрессора осевой Изображение: MAN Energy Solutions

Теперь давайте узнаем основные различия между динамическими и объемными компрессорами.

Преимущества осевого компрессора

Осевые компрессоры имеют высокий пиковый КПД.
Небольшая лобовая площадь для данного потока.
Высокая эффективность домкрата.
Повышенный рост давления из-за увеличения количества ступеней и незначительных потерь

Недостатки осевого компрессора

Производство сложное.
Высокие затраты.
Они довольно тяжелые.
Высокие требования к пусковой мощности.

Расчет производительности компрессора (FAD)

Давайте посмотрим, какова основная формула производительности компрессора и как она рассчитывается.Производительность компрессора рассчитывается в терминах FAD, т.е. свободной подачи воздуха, и указывается в реальных условиях.

Выражается, как Q

Q = (P ₂ -P ₁ )/P ₀ x V/T Н·м ³ /мин

Где,

P0 = Атм. давление, кг/см ²
P1 = Начальное давление, кг/см ²
P2 = Конечное давление, кг/см ²
V =1 Объем хранения21, м 3 5 9
T = Время, необходимое для создания давления.

Красивое АНИМИРОВАННОЕ ВИДЕО от Learnchannel!

Спецификация компрессора

Типовая спецификация компрессора должна состоять из следующего:

Обозначение

Тип компрессоров
Количество
Местоположение (в помещении или на открытом воздухе)
Duty Duty
Емкость в FAD (бесплатная доставка воздуха)
NoS. Этамок (как применимо)
Номинальное давление
Максимальное давление
Тестовое давление
Выходная жидкость Температура
Скорость вала
Материал корпуса
Материал рамы
Материал подшипника
Материал ротора
Материал из всасывания и разряда
Номинальная мощность
Электропитание

Разница между динамическими и поршневыми компрессорами

В чем разница между динамическим и объемным компрессором? Есть несколько различий между поршневыми и динамическими компрессорами.

Sr №	Объемный компрессор	Динамический компрессор
1)	Компрессоры объемного типа сжимают воздух с помощью механических соединений, физически уменьшая объем и повышая давление.	В динамических скорость жидкости придается крыльчаткой, а затем с помощью диффузора повышается давление.
2)	Сжимает неподвижные пакеты жидкости.	Он будет непрерывно сжимать жидкость.
3)	Скорость жидкости не должна быть высокой.	Скорость жидкости должна быть высокой.
4)	PDP обеспечивает постоянный расход при переменном выходном давлении.	Динамический обеспечивает переменный расход в зависимости от переменного выходного давления.
5)	Жидкость напрямую передает энергию давления.	Сначала жидкость обладает кинетической энергией, а затем преобразуется в энергию давления.

Разница между динамическим и объемным компрессором

Еще одна вещь заключается в том, чтобы различать насос и компрессор. Из-за схожести их работы их часто путают, поэтому, чтобы развеять ваши сомнения, вот разница между компрессором и насосом.

Разница между компрессором и насосом

В чем разница между компрессором и насосом? Есть несколько различий между компрессором и насосом.

Sr no	Компрессор	Насос
1)	Компрессор увеличивает потенциальную энергию за счет повышения давления в меньших объемах.	Насос увеличивает кинетическую энергию жидкости, что дополнительно увеличивает энергию давления.
2)	Компрессор используется для перекачки жидкости из одного места в другое.	Насос используется для перекачки жидкости, а также жидкости из одного места в другое.
3)	В качестве жидкости может использоваться только газ или воздух.	Можно использовать жидкость любого типа.
	Жидкость не может быть использована	Это один из широко используемых типов жидкости
4)	Произошло изменение объема.	Нет изменения объема от входа к выходу.
5)	Компрессоры дороже.	Они дешевле компрессоров.
6)	Компрессоры доступны с хранилищем.	Насосы не имеют хранилища.
7)	Объем нагнетания и объем всасывания для насоса не совпадают.	Объем нагнетания и объем всасывания одинаковы для насоса.
8)	Используются сжимаемые жидкости.	Используются обычно несжимаемые жидкости.
9)	Не связано с проблемой кавитации.	Это может быть связано с проблемами кавитации.
10)	Применение: Насосная станция, водоснабжение, нефтегазовая промышленность и т. д.	Применение: Пневмоклапан, нагнетание воздуха в шины, силовая установка, холодильная установка и т. д.

Отличие8 между компрессором и насосом

Каковы области применения компрессоров?

Существуют различные области применения компрессоров. Мы можем привести несколько примеров, чтобы понять это ясно.

Блок газового компрессора

Газовые компрессоры

используются для извлечения газа из скважины в нефтегазовом проекте, и эти компрессоры называются компрессорами для извлечения газа.

Производство электроэнергии

На газотурбинной электростанции компрессор является основным оборудованием для выработки электроэнергии.

Заполнение воздухом/газом

Вся деятельность по заправке воздухом или газом связана с компрессорами воздуха/газа. Например, накачка воздуха в шины.

Система охлаждения и кондиционирования воздуха

Компрессор

является сердцем любой холодильной системы или системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, работающей по циклу сжатия пара. Этот компрессор называется холодильным компрессором.В системе абсорбции пара компрессор не используется.

Хотите узнать, как работают компрессоры в системе HVAC? Ознакомьтесь с нашими статьями ниже.

Холодильный цикл
Система HVAC
Как работает кондиционер?

Пакет сервисного воздуха

Во многих областях, таких как нефтегазовая промышленность, электростанции и т. д., технический воздух требуется для очистки или другой деятельности. Здесь компрессор является основным компонентом, и этот компрессор называется компрессором рабочего воздуха.

Работа клапана и пакет приборного воздуха

Так же, как и комплект для технического воздуха, существует множество областей, таких как нефтегазовая промышленность, электростанции и т. д., где приборный воздух необходим для работы различных типов пневматических клапанов и других видов деятельности.

Здесь также основным компонентом является компрессор, и этот компрессор называется компрессором приборного воздуха.

Стандарты компрессоров

Существует несколько стандартов, используемых для проектирования компрессоров, а именно:

Стандарты ISO: ISO-13707 и ISO-13631
API Std.617: Осевой и центробежный компрессор и расширительный компрессор
API 618: Поршневой компрессор
API 619: Роторный компрессор
API 681: Жидкостно-кольцевой компрессор
API 672: Центробежный воздушный компрессор
8 API.

Заключение

Итак, вот различия, которые вы должны знать о компрессорах и насосах. В компрессорах делается много новых достижений для повышения эффективности и производительности.

Наши приложения

Ознакомьтесь с нашим «Обучающим приложением MechStudies» для iOS и Android

Наш YouTube

Посмотрите наши анимированные видео

Обратитесь к нашим самым просматриваемым статьям,

Насос Основы
Центробежный насос
Винт водяных насосов
зубчатые насосы
Gear Tearbines
Gree Turbines
Globe Chand
Venturi Meter
SIPHON
THEORMEM
3 Справочные статьи
4

Основы воздушного компрессора на корабле

Компрессор — это одно из таких устройств, которое используется на корабле для нескольких целей.Основная цель компрессора, как следует из названия, — сжимать воздух или любую жидкость, чтобы уменьшить ее объем. Компрессор — это многофункциональное устройство, которое находит множество применений на корабле. Некоторые из основных типов компрессоров, используемых на судах, — это главный воздушный компрессор, палубный воздушный компрессор, компрессор кондиционера и холодильный компрессор. В этой статье мы узнаем о воздушных компрессорах и их типах.

Применение воздушных компрессоров

Воздушный компрессор — это устройство с широким применением практически во всех отраслях промышленности и бытовых нужд.В морской отрасли воздушные компрессоры также используются в основном оборудовании или питающем оборудовании различных систем. Их можно использовать в ряде процессов, начиная от небольшого процесса очистки фильтров и заканчивая более крупными и важными задачами, такими как запуск основных и вспомогательных двигателей.

Воздушный компрессор

производит сжатый воздух за счет уменьшения объема воздуха и, в свою очередь, увеличения его давления. Различные типы воздушных компрессоров используются в зависимости от использования.

Говоря более техническим языком, воздушный компрессор можно определить как механическое устройство, в котором электрическая или механическая энергия преобразуется в энергию давления в виде сжатого воздуха.

Воздушный компрессор работает по принципу термодинамики. Согласно уравнению идеального газа без разности температур с увеличением давления газа его объем уменьшается. Воздушный компрессор работает по тому же принципу, по которому он производит сжатый воздух, за счет уменьшения объема воздуха это уменьшение объема приводит к увеличению давления воздуха без какой-либо разницы температур.

Типы воздушных компрессоров

Общая классификация:

Воздушный компрессор на судах можно разделить на два разных типа, а именно:

Главный воздушный компрессор: Эти воздушные компрессоры представляют собой компрессоры высокого давления с минимальным значением давления 30 бар и используются для запуска главного двигателя.

Service воздушный компрессор: Он сжимает воздух до низкого давления всего 7 бар и позже используется в служебных и контрольных авиалиниях.

Классификация компрессоров по конструкции и принципу работы:

В основном существует четыре типа компрессоров:

Центробежный компрессор
Пластинчатый компрессор
Винтовой компрессор
Поршневой воздушный компрессор

Однако на судах широко используется поршневой воздушный компрессор. Поршневой воздушный компрессор состоит из поршня, шатуна, коленчатого вала, поршневого пальца, всасывающего и нагнетательного клапанов.

Поршень подсоединен к нижней и верхней сторонам линии всасывания и линии нагнетания. Коленчатый вал вращается, который, в свою очередь, вращает поршень. Поршень, движущийся вниз, уменьшает давление в главном цилиндре, разница давлений открывает всасывающий клапан.

Поршень опускается вращающимся коленчатым валом, и в цилиндр наполняется воздух низкого давления. Теперь поршень совершает возвратно-поступательное движение вверх, и это движение вверх начинает повышать давление и закрывает всасывающий клапан.

Когда воздух нагнетается до определенного значения, выпускной клапан открывается, и сжатый воздух начинает проходить через нагнетательную линию и накапливается в воздушном баллоне.

Этот сжатый воздух в воздушном баллоне можно использовать для запуска как основного, так и вспомогательных двигателей в дальнейшем. На судне может быть поршневой воздушный компрессор одностороннего и двустороннего действия.

Классификация на основе использования

Обычно воздушные компрессоры на борту судов:

главный воздушный компрессор
Дозаправка компрессора
палубный воздушный компрессор
Аварийный воздушный компрессор
Главный воздушный компрессор

Главный воздушный компрессор: Используется для подачи воздуха под высоким давлением для запуска основных и вспомогательных двигателей.Воздушный компрессор имеет баллон для хранения воздуха, в котором хранится сжатый воздух. Имеются главные воздушные компрессоры разной мощности, но этой мощности должно быть достаточно для запуска основного двигателя. Минимальное давление воздуха, необходимое для запуска главного двигателя, составляет 30 бар. Предусмотрен клапан давления, который снижает давление и подает контролируемый воздух из баллона с воздухом для хранения. Воздушный фильтр управления контролирует как входной, так и выходной воздух в воздушный баллон.

Доливочный компрессор: Этот тип компрессора используется для устранения любых утечек в системе.Это означает, что если в системе наблюдается какая-либо утечка, компрессор наддувочного воздуха покрывает утечку, беря на себя инициативу. При утечке в системе давление воздуха падает ниже необходимого уровня, который можно восполнить до заданного уровня путем дозаправки компрессора подачей сжатого воздуха.

Компрессор палубного воздуха: Компрессор палубного воздуха используется для использования на палубе и в качестве компрессора рабочего воздуха и может иметь для него отдельный баллон для рабочего воздуха. Это компрессоры с низким давлением производительности, поскольку давление, необходимое для рабочего воздуха, находится в диапазоне от 6 до 8 бар.

Аварийный воздушный компрессор: Аварийный воздушный компрессор используется для запуска вспомогательного двигателя в аварийной ситуации или при выходе из строя основного воздушного компрессора для заполнения основного воздушного ресивера. Этот тип компрессора может быть с приводом от двигателя или двигателем. Если двигатель приводится в действие, он должен питаться от аварийного источника питания.

Эффективность воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры могут работать эффективно, если они правильно установлены в соответствии с руководством по установке.Весь имеющийся экипаж должен быть готов к работе с воздушным компрессором в аварийной ситуации, поскольку он является основной частью почти всех важных систем машин на корабле. Эффективность воздушного компрессора можно повысить, используя следующие методы и установки.

Бар давления: Бар давления или манометр должны быть установлены во всех компрессорах, чтобы гарантировать давление воздуха и выпуск воздуха при указанном давлении. Без этого устройства, если воздух находится под давлением ниже требуемого значения, он не может привести в движение или запустить систему, в которой он используется.

Защитные устройства: Это устройства, используемые для снижения потерь энергии от воздушного компрессора и повышения эффективности. Устройства безопасности автоматически перекрывают входной и выходной воздух при достижении достаточного сжатия и защищают устройство от избыточного давления.

Основные компоненты воздушного компрессора

Некоторые из важных компонентов воздушного компрессора, которые являются общими для всех доступных типов компрессоров, описаны ниже:

Электричество или источник питания: Это ключевой компонент любого типа компрессора, необходимый для работы компрессора.Источник питания или электродвигатель используются для эффективной работы компрессора с постоянной скоростью без колебаний.
Охлаждающая вода: Охлаждающая вода используется для охлаждения компрессора между различными ступенями.
Смазочное масло: Смазочное масло необходимо для смазки всех подвижных частей компрессора. Эта смазка уменьшает трение в частях компрессора и, таким образом, увеличивает срок службы компрессора за счет уменьшения износа компонентов компрессора.
Воздух: Это компонент, без которого невозможно представить воздушный компрессор. Окружающий нас воздух находится под низким давлением и служит входом в компрессор.
Всасывающий клапан: Всасывающий клапан снабжен всасывающим фильтром, через него подается воздух, который должен быть сжат в основном отсеке компрессора.
Выпускной клапан: Этот клапан направляет выходящий воздух в требуемое место или в резервуар для хранения или баллон с воздухом для хранения.

Работа воздушного компрессора

Воздушный компрессор состоит из воздушного баллона, который может хранить сжатый воздух под заданным давлением. Компрессор сжимает воздух и хранит этот сжатый воздух в воздушном баллоне. Когда этот сжатый воздух впрыскивается в двигатель через пневматический пистолет или любое другое оборудование, он толкает винт и запускает двигатель.

Использование воздушного компрессора на корабле

На борту корабля сжатый воздух используется для нескольких целей.В зависимости от применения различные воздушные компрессоры предназначены для конкретного использования.

Воздушный компрессор используется для подачи пускового воздуха к различным машинам и главному двигателю.
Другие системы, кроме главного двигателя, также требуют сжатого воздуха. Эти системы являются регулирующими клапанами. Регуляторы дроссельной заслонки и другие системы контроля, работающие на сжатом воздухе.
Этот сжатый воздух также управляет многими операциями вспомогательного двигателя.
В пневматических инструментах, таких как устройства для очистки, требуется сжатый воздух, чтобы поддерживать работу устройств и эффективно выполнять поставленную задачу.
При свистке судов также используется сжатый воздух, и туманные сирены работают на сжатом воздухе.
Гидравлический домкрат на корабле также использует сжатый воздух для выполнения подъемных операций.
Многоразовые котлы; хладагенты и теплообменники на корабле запускаются с помощью сжатого воздуха.
Иногда для прокачки гребных винтов системы маневрирования корабля используется сжатый воздух.

В двух словах, компрессор — это механическое устройство, работающее на принципах термодинамики, которое уменьшает объем воздуха и увеличивает давление воздуха.

Этот воздух под высоким давлением при впрыскивании для запуска главного двигателя или вспомогательных устройств, таких как теплообменник; котлы; и т.д.

Наиболее распространенным типом компрессоров, используемых в морской промышленности, являются поршневые воздушные компрессоры двойного действия. На корабле предусмотрено несколько компрессоров для разных целей. Они могут запускать главные и вспомогательные двигатели.

Иногда гребной винт корабля работает на сжатом воздухе, что увеличивает применение воздушного компрессора в морской промышленности.

Воздушные компрессоры никогда не могут быть упущены с корабля, поскольку они имеют широкое применение на борту, от небольших задач по очистке фильтров до критического процесса запуска двигателя и даже приведения корабля в движение.

Вам также может быть интересно прочитать – Линии сжатого воздуха на судах – Общий обзор

Отказ от ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом.Автор и компания Marine Insight не претендуют на точность и не несут за это никакой ответственности. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих указаний или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

Теги: воздушный компрессор компрессор

Принцип работы холодильного компрессора

Компрессор является сердцем холодильной системы.Компрессор действует как насос, который перемещает хладагент по системе. Датчики температуры запускают работу компрессора. Холодильные системы охлаждают объекты посредством повторяющихся циклов охлаждения.

Прежде чем мы продолжим, вот несколько терминов, которые вы должны знать.

1. Компрессор: Компрессор — это насос, обеспечивающий подачу хладагента. Компрессор работает за счет увеличения давления и температуры испаряемого хладагента. Существуют различные типы компрессоров для холодильных установок.Среди холодильных установок наиболее распространены поршневые, роторные и центробежные компрессоры.

2. Конденсатор: Конденсатор представляет собой набор змеевиков. В бытовом холодильнике компрессор находится сзади прибора. Конденсатор охлаждает испарившийся хладагент, превращая его обратно в жидкость.

3. Испаритель: Испаритель является охлаждающим компонентом холодильной системы. Он поглощает тепло содержимого охлаждающего устройства.В бытовом холодильнике испаритель находится в морозильной камере.

4. Расширительный клапан: Это устройство регулирует поток жидкого хладагента. Расширительный клапан термостатический. Он реагирует на температуру, которую вы устанавливаете.

Цикл охлаждения

Хладагент течет из змеевика испарителя через компрессор. Этот поток повышает давление теплоносителя. Затем испарившийся хладагент поступает в конденсатор, где превращается в жидкость.Когда хладагент конденсируется в жидкость, он выделяет тепло. Это объясняет, почему конденсатор относительно горячий, когда вы к нему прикасаетесь.

Из конденсатора хладагент поступает к расширительному клапану. Падение давления в расширительном клапане. От расширительного клапана хладагент поступает в испаритель. Жидкий хладагент забирает тепло из окружающей среды испарителя. Это тепло испаряет жидкий хладагент.

Испаренный хладагент возвращается в компрессор, где цикл продолжается.

Как работают разные компрессоры

1. Поршневой компрессор

Этот компрессор использует возвратно-поступательное движение поршня для сжатия испаряемого хладагента. Другое название поршневого компрессора – поршневой компрессор. Этот компрессор состоит из двигателя, коленчатого вала и нескольких поршней.

Двигатель вращает коленчатый вал, который затем толкает поршни.

При каждом вращении коленчатого вала выполняются действия: всасывание, сжатие и нагнетание.Все эти действия выполняются последовательно. В результате вытеснение газа носит прерывистый характер и вызывает вибрацию.

Поршневые компрессоры одностороннего действия — это компрессоры, в которых хладагент действует с одной стороны. В компрессорах двойного действия хладагент действует с двух сторон поршня.

Типы компрессоров одностороннего действия включают;

Компрессоры открытого типа
Обслуживаемые полугерметичные компрессоры
Обслуживаемые полугерметичные компрессоры с болтовым креплением
Сварные герметичные компрессоры

Эти поршневые компрессоры бывают с низкой, средней и высокой рабочей температурой.Вы найдете поршневые компрессоры в бытовых холодильниках и морозильных камерах (сварные герметичные компрессоры). В коммерческих холодильных установках и системах кондиционирования воздуха используются как полугерметичные, так и сварные герметичные компрессоры.

2. Ротационно-лопастной компрессор

Лопасть делит цилиндр на всасывающую и нагнетательную секции. Поршни вращаются для увеличения и уменьшения объемов секций. Непрерывное вращение обеспечивает всасывание, сжатие и выпуск газа.

Работа пластинчато-роторного компрессора включает пять действий.Эти действия; начало, всасывание, сжатие, нагнетание, затем конец. Каждое вращение коленчатого вала выполняет все эти пять действий.

Ротационно-пластинчатые компрессоры можно найти в бытовых холодильных установках и кондиционерах. Они также используются в тепловых насосах.

3. Винтовой компрессор

В этом компрессоре используются винтовые роторы для сжатия больших объемов хладагента. Сжатие включает в себя двигатель и роторы с наружной и внутренней резьбой.

Двигатель вращает охватываемый ротор через коленчатый вал.Охватываемый ротор перемещает охватывающий ротор по мере того, как роторы входят в зацепление друг с другом.

Зацепляющиеся роторы нагнетают хладагент через всасывающий патрубок компрессора. Сжатый хладагент выходит через выпускной патрубок под более высоким давлением.

Винтовой компрессор конкурирует с большими поршневыми и малыми центробежными компрессорами. Вы найдете винтовые компрессоры в коммерческих и промышленных системах охлаждения и кондиционирования воздуха.

4. Центробежный компрессор

Другое название центробежного компрессора — турбо или радиальный компрессор.Эта машина сжимает хладагент за счет кинетической энергии вращающихся крыльчаток. Когда рабочие колеса вращаются, они нагнетают хладагент через входную лопасть. Чем выше скорость рабочего колеса, тем выше давление.

Затем хладагент высокого давления проходит через диффузор. В диффузоре объем газа хладагента расширяется по мере уменьшения скорости. Центробежные компрессоры преобразуют кинетическую энергию высокоскоростного хладагента низкого давления. В результате получается низкоскоростной газ высокого давления.

Центробежные компрессоры подходят для больших систем охлаждения.