Механический нагнетатель автомобиля — устройство и принцип работы
Расскажем про основные механические нагнетатели воздуха для автомобиля. Какие бывают, их устройство и принцип работы.
Центробежные нагнетатели воздуха
Подобные нагнетатели в тюнинге получили наибольшее распространение. По конструкции они наиболее близки к турбонаддуву, поскольку имеют одинаковый принцип нагнетания воздуха. Разняться лишь способы привода. Работа осуществляется следующим образом. Принцип работы центробежного нагнетателя в следующем: воздух, пройдя по воздушному каналу в нагнетатель, попадает на лопасти крыльчатки. Лопасти закручивают и отбрасывают его центробежной силой к периферии кожуха, где имеется диффузор. Далее воздух выталкивается в воздушный туннель (воздухосборник), который имеет улиткообразную форму.Такая конструкция создает необходимое давление воздушного потока на выходе из нагнетателя. Дело в том, что внутри кольца воздух поначалу движется быстро, и его давление мало.
Недостатки
Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться очень быстро. Производимое компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. Скорости могут быть 40 тысяч об/мин и более. И поскольку привод осуществляется от коленвала посредством ременной передачи на шкив турбины, шум от такого устройства сильный. Хотя многим этот характерный свист нравится.К минусам относят некоторую задержку в срабатывании. Хотя она не столь заметна, как у турбонагнетателей.
Как правило, центробежный нагнетатель дает прибавку на высоких оборотах двигателя. Сначала давление нарастает медленно, но затем, с увеличением оборотов, довольно резко возрастает. Эта важно для поддержания высоких скоростей, а не интенсивности разгона.
Центробежные нагнетатели воздуха для автомобиля очень популярны.
Объемные нагнетатели ROOTS
Компрессоры типа «Рутс» относятся к классу объемных нагнетателей. Конструкция их довольно проста и напоминает масляный шестеренчатый насос двигателя. В корпусе овальной формы вращаются в противоположные стороны два ротора, имеющие специальный профиль. Роторы насажены на оси, связанные одинаковыми шестернями.Основное отличие — воздух сжимается не внутри, а снаружи компрессора, непосредственно в нагнетательном трубопроводе. Поэтому их иногда называют компрессорами с внешним сжатием.
Минусы
Поскольку процесс сжатия воздуха осуществляется вовне компрессора, его эффективная работа возможна лишь до определенных значений наддува. С ростом давления увеличивается просачивание воздуха назад, и КПД снижается. Мощность, затрачиваемая на вращение самого нагнетателя, может превысить добавочную мощность двигателя.
В них создается турбулентность, способствующая росту температуры воздушного заряда. Наряду с обычным ростом температуры от непосредственно повышения давления, в рутс-компрессорах происходит дополнительный нагрев. Поэтому нагнетатели ROOTS в обязательном порядке оснащаются интеркулерами. Шум от работы объемных компрессоров не столь сильный, как у центробежных, и имеет иную тональность. При этом, в отличие от центробежных, механические нагнетатели ROOTS эффективны на малых и средних оборотах двигателя. Эта особенность рутс-компрессоров сделала их наиболее пригодными для драг рейсинга, где ценится динамика разгона. Другой плюс – относительная простота конструкции.Малое количество движущихся частей и малые скорости вращения делают эти механические нагнетатели одними из самых надежных и долговечных. Но сложность и высокая цена снизили их популярность.
Плюсы и минусы нагнетателей
Использование нагнетателей воздуха для авто может негативно сказаться на ресурсе двигателя.
Как правило, поломку мотора вызывают повышенные обороты. Стало быть, использование нагнетателя, повышающего крутящий момент на низких и средних оборотах, может, наоборот, благоприятно сказаться на ресурсе.С другой стороны, если добиваться большого роста мощности, многие штатные детали придется заменить на более прочные. Например, кованые поршни и шатуны будут совсем нелишними. Cжатие воздуха всегда сопряжено с повышением температуры. В некоторых компрессорах это повышение не существенно. Но для снижения потери мощности на привод нагнетателя воздух необходимо охлаждать.
Еще одна проблема – детонация. Высокая температура и давление подаваемого в цилиндры воздуха может привести, что в конце такта сжатия, когда поршень спрессует в цилиндре уже сжатую топливо-воздушную смесь, её температура и давление могут оказаться большими. Что вызовет преждевременную детонацию, т. е. взрыв.Чтобы избежать подобных проблем, можно перейти на высокооктановые сорта топлива, но часто этого мало. При достаточно больших значениях давления приходится производить декомпрессию, т.
В погоне за мощностью: Нагнетатели
Другая проблема — в предельном максимальном давлении, которое могут выдержать автомобильные двигатели. Хорошие моторы позволяют поднимать давление во впускном коллекторе в 1,6−1,7 раза, а компрессоры запросто усиливают давление в 2,7 раза. Чтобы избежать повышенного давления, приходится ставить перепускные клапана для ограничения максимального давления.
Само собой разумеется, повышение давления на входе ведет к повышению давления в цилиндрах. Но современные автомобильные двигатели уже подошли к пределу. Степень сжатия в последних моторах Mercedes достигла 10−10,5 раз, а в Porsche — 11−11,5 раз. При большем сжатии даже высокооктановый бензин перестает гореть и начинает детонировать — взрываться. Выход — либо применять специальные гипероктановые топлива, имеющие степень сжатия 17−18, на основе метанола или нитрометана, либо ставить моторы, изначально имеющие низкую степень сжатия — 8−8,5.
Это, кстати, объясняет, почему ставить нагнетатели на ультрасовременные двигатели бессмысленно.
Механика ручной сборки
В заводских условиях проще всего ставить именно турбонаддув — больше выигрыш в мощности, менее сложная конструкция, более простая регулировка. В механических нагнетателях добавляются проблемы с размыкателями на холостых оборотах, системами управления компрессора, вариатором и т. д. Хотя некоторых это не пугает — за возможность иметь ровную тягу во всех диапазонах некоторые компании идут на усложнение конструкции и ставят механические нагнетатели — например, Mercedes, Jaguar, Land Rover. Но это, скорее, исключение. Гораздо чаще на мощных машинах можно увидеть слово «Turbo».
Другое дело — тюнинг. Здесь побоку повышенный расход топлива, повышенная токсичность и холостой ход, главное — дополнительная мощность. Тюнинговый наддув двигателей — это царство механических нагнетателей и устаревших многолитровых моторов.
И то и другое, само собой разумеется, американское.
С лучших современных двигателей, например с 2,2-литрового турбодвигателя Porsche, конструкторы умудряются снимать по 160 л.с. с литра. Классический 5,4-литровый двигатель GM выдает 70 л.с. с литра. Добавление дополнительных 50−100 л.с. на литр не приведет к летальным последствиям для такого мотора, в отличие от «европейца». Осталась сущая безделица — найти свободное место под капотом и купить за
$35 тыс. готовый набор для установки нагнетателя.
История создания турбокомпрессора.
Двигателестроители, начиная с Отто и Дизеля, всегда мечтали о максимально возможном наполнении цилиндров воздухом. Но двигатель должен был бы сам себя «надувать» сжатым воздухом, чтобы не было лишних затрат энергии. Чем больше в цилиндрах воздуха, тем больше энергии, что в итоге выливается в значительном приросте мощности и крутящего момента.
Естественно изобретатели ухватились за идею использовать энергию выхлопных газов для нагнетания воздуха.
Первым кто описал и запатентовал принцип работы турбокомпрессора был Альфред Бюхли в 1905 году. Инженеры никогда не сталкивались с нехваткой воздуха, ведь даже совсем небольшой компрессор может передать большое количество воздуха. Проблема была в другом, а именно в том, как контролировать давление наддува между переключениями передач. Первоначально турбокомпрессоры устанавливались на самолеты и корабли. На этих транспортных средствах обороты двигателя изменяются плавно. Затем стали устанавливать турбокомпрессоры на дизельные двигатели. В 50 годы нашего столетия стали устанавливать турбины на гоночные автомобили, где скорость была примерно постоянна. В те же годы инженеры General Moors оснастили турбодвигателями и серийные модели, но тут же обнаружились «подводные камни». При разгоне с малых оборотов компрессор реагировал очень медленно.
К концу 60-х годов инженер из Швейцарии Михаэль Мэй выдвинул идею, о том, что турбокомпрессоры нужно делать маленьких размеров, тогда они будут подавать меньшее количество воздуха с одной стороны, а с другой стороны маленький агрегат имел малый вес, и поэтому обладал меньшей инертностью и быстрее реагировал на изменение скорости.
В это же время фирма Porsche тоже заинтересовалась идеей турбокомпрессора. Они совместно с фирмой ККК в начале 70-х годов и положили начало эры турбокомпрессоров в автомобилестроении. В турбодвигателях при нажатии на педаль акселератора давление должно было резко возрастать, а при отпускании педели – резко падать. Поступили следующем образом: когда давление становилось большим выхлопные газы перепускались мимо турбины. Когда дроссельная заслонка закрывается, стравливаются выхлопные газы. При этом крыльчатка турбокомпрессора еще вращается, но не в полную силу.
Было еще много других проблем, например температура в турбокомпрессорах бензинового двигателя достигает 1000 градусов, но все эти проблемы были решены, и в наше время турбокомпрессоры честно служат на пользу человечества.
Есть ли тот кто ни когда не слышал волшебное слово «турбо»? Звенит в ушах, воображение рисует нечто мощное, стремительное. На этом фоне как-то скучно звучат термины «механический компрессор» или, хуже того — «объемный нагнетатель». На деле – совсем не так.
Какой водитель не мечтал о том что бы в его автомобиле жило намного больше лошадок под капотом чем есть.. Благо последнее время данную проблему довольно легко решить, вариантов увеличения мощности двигателя, да и комплектующих полно. В нашу жизнь плотно вошло слово «тюнинг» и многие тюнинговых ателье берутся сделать с вашим любимцем все, что угодно.
В русский язык с давних пор вошел термин «форсировка» (от английского force — сила), который означает «увеличение мощности».
Стоит вспомнить, что мощность двигателя напрямую связана со следующими его основными параметрами:
рабочим объемом цилиндров;
количеством подаваемой топливо-воздушной смеси;
эффективностью ее сжигания;
энергетической «заряженностью» топлива.
Стоит заметить, что есть ещё несколько вариантов увеличения мощности — полировка впускного/выпускного каналов, применение фильтров нулегого сопротивления, применение прямоточной системы выхлопа, модификация параметров программного обеспечения (чип-тюнинг), расточка цилиндров или переходе с бензина на «нитру» (закись азота).
Такие решения позволяют увеличить мощность, но не существенно, разве что это не касается «нитроса». Главное решение одно — увеличение подачи топливо-воздушной смеси. Чем больше топлива сжигается в единицу времени, тем выше мощность мотора. Но бензин не горит «просто так», для этого нужен воздух (кислород) — во вполне определенных количествах. Чтобы увеличить подачу топлива, вначале придется соответствующим образом усилить подачу воздуха.
Сам мотор с этой задачей не справится — его вероятности по всасыванию воздуха ограничены (даже при применении фильтров с нулевым сопротивлением). Поэтому и появились те самые «турбо», «компрессоры» и «нагнетатели». Они разные, и дают разнообразные результаты.
Для начала немного теории:
Представим себе такт впуска двигателя внутреннего сгорания: мотор работает как насос, к тому же весьма неэффективный — на пути воздуха (горючей смеси) находится воздушный фильтр, извилины впускных каналов, в бензиновых моторах — еще и дроссельная заслонка. Все это снижает наполнение цилиндра. Что же сделать, чтобы его повысить? Поднять давление перед впускным клапаном — тогда горючей смеси (для дизелей — воздуха) в цилиндре будет больше. Энергия сгорания заряда с большим количеством топлива, само собой, повысится; вырастет и общая мощность двигателя.
Для этих целей существует много решений, но распространение получили не многие.
1. Роторный нагнетатель Roots.
Создан Фрэнсисом Рутсом еще в 1860 году. Первоначально применялся как вентилятор для проветривания промышленных помещений. Суть : две вращающиеся в противоположных направлениях прямозубые «шестерни», помещенные в общий кожух (напоминает современный маслонасос). Объемы воздуха в пространстве между зубьями шестерен и внутренней стенкой корпуса благополучно доставляются от впускного коллектора до выпускного. В 1949 году другой американский изобретатель — Итон — усовершенствовал конструкцию: прямозубые «шестерни» превратились в косозубые роторы, и воздух теперь перемещался не поперек их осей вращения, а вдоль. Принцип работы — воздух внутри агрегата не сжимается, а просто перекачивается в другой объем, отсюда и название — объемный нагнетатель, а не компрессор.
2. Спиральный компрессор Lysholm. Автор идеи — немецкий инженер Кригар, время рождения — конец позапрошлого века, первоначальное назначение — промышленное, сейчас известен под именем Lysholm благодаря работам шведского инженера Алфа Лизхолма, который в конце 30-х годов прошлого века приспособил конструкцию для автомобильного применения.
Внешне — если не снимать кожух — очень похож на нагнетатель Roots. Отличия внутри. Вроде бы те же два ротора, вертящиеся навстречу друг другу перекачивают объемы воздуха вдоль осей, но сильно лихо закручены. Сечения роторов намного сложнее, они разные. Самое главное: шаг закрутки роторов меняется по длине, и при перемещении вдоль осей объем перекачиваемого воздуха в каждой ячейке уменьшается — воздух сжимается. Поэтому Lysholm — не просто нагнетатель, а чистой воды компрессор.
3. Центробежный компрессор (устоявшегося «фирменного» названия не имеет). В корпусе-улитке вращается крыльчатка сложной формы. Воздух затягивается по центру и отбрасывается по периферии, при этом благодаря действию центробежных сил происходит его сжатие. По этому это не просто нагнетатель, а тоже компрессор.
4. Турбокомпрессор, оно же турбонагнетатель. По сути, это тот же центробежный компрессор, но с другой схемой привода. Это самое важное, можно сказать, принципиальное отличие механических нагнетателей от «турбо», пусть даже и «би…», и «твин…».
Именно схема привода в значительной мере определяет характеристики и области применения тех или иных конструкций. У турбокомпрессора крыльчатка-нагнетатель находится на одном валу с крыльчаткой-турбиной, которая встроена в выпускной коллектор двигателя и приводится во вращение отработавшими газами. Прямой связи с коленвалом двигателя нет, и управление подачей воздуха осуществляется за счёт давления отработавших газов, так сказать, по второй производной. Для данной конструкции присуща замедленная реакция на быстрый «подхват».
Механический нагнетатель/компрессор — роторный, спиральный или центробежный — имеет механический привод, который осуществляется ремнем от коленвала двигателя (иногда через промежуточные шкивы). Здесь главное, что бы обороты нагнетателя/компрессора жестко связаны с оборотами коленвала.
Нагнетатель Roots и компрессор Lysholm
Нагнетатель Roots, и компрессор Lysholm имеют линейные характеристики, обороты компрессора повышаются синхронно с оборотами коленчатого вала, пропорционально растет подача воздуха, и кривая крутящего момента двигателя, практически не меняя свою форму, размеренно перемещается вверх.
У центробежного и турбокомпрессоров характеристики нелинейные — их производительность увеличивается с ростом числа оборотов. Поэтому установка того или иного агрегата по-разному меняет характеристики (кривые мощности и крутящего момента) двигателя.
Оба типа компрессоров весьма эффективны с самых низких оборотов, но Lysholm обеспечивает более плоскую характеристику на высших, у Roots ее спад начинается несколько раньше. К преимуществам Lysholm можно отнести и более высокий КПД, и лучшее соотношение габариты/масса, к тому же он меньше нагревается при работе. Рабочая частота вращения обычно 12-14 тыс. оборотов, но может доходить до 25 тыс. об./мин. (Стоит заметить что компания Mercedes- Benz одна из первых начала использовать компрессора в своих автомобилях, при чем предпочтение они отдали именно роторным конструкциям.)
Роторы Lysholm с их сложной формой требуют высочайшей точности изготовления — компрессоры этого типа появились на рынке заметно позже других. Главные их производители — шведские компании Lysholm и Autorotor.
Известны потребителю фирмы Kleemann, Whipple и пр. в основном поставляют готовые комплекты на шведской основе, разработанные для конкретных двигателей. Комплекты включают интеркулер, систему привода, входной коллектор, переходники и разную мелочевку…
Механический нагнетатель
Механические нагнетатели применялись в автомобильных двигателях еще в 30-е годы, тогда их чаще всего называли компрессорами. Сейчас этот термин обычно относят к турбокомпрессорам, о которых речь пойдет ниже. Конструкций механических нагнетателей довольно много, и интерес к ним разработчики проявляют до сих пор. На рисунках 1-4 представлены схемы некоторых устройств, принцип работы которых не требует дополнительных пояснений.
Есть конструкции и не совсем обычные. Одна их них — волновой нагнетатель Comprex (рис. 5) — принадлежит фирме Asea-Brown-Boweri. Ротор этого компрессора имеет аксиально расположенные камеры, или ячейки/
При вращении ротора в ячейку поступает свежий воздух, после чего она подходит к отверстию в корпусе, через которое в нее попадают горячие отработавшие газы двигателя.
При их взаимодействии с холодным воздухом образуется волна давления, фронт которой, движущийся со скоростью звука, вытесняет воздух в отвер
стие впускного трубопровода, к которому ячейка за это время успевает подойти. Поскольку ротор продолжает вращаться, отработавшие газы в это отверстие попасть не успевают, а выходят в следующее по ходу ротора. При этом в ячейке образуется волна разряжения, которая всасывает следующую порцию свежего воздуха и т. д.
Нагнетатель Comprex уже опробован несколькими автомобильными производителями, а Mazda использует его на одном из своих серийных двигателей с 1987 года.
Еще одна не совсем обычная конструкция — это спиральный, или G-образный (по форме буквы G, напоминающей спираль) нагнетатель. Идея запатентована еще в начале столетия, но из-за технических и производственных проблем на выпуск такого нагнетателя долго никто не решался. Первой, в 1985 году была фирма Volkswagen, которая применила его на двигателе купе Polo (1,3 л, 113 л. с.
). В 1988 году появился более мощный нагнетатель G60, которым в течение нескольких лет комплектовались двигатели Corrado и Passat (1,8 л, 160 л. с.,), а Polo G40 выпускался вплоть до 1994 года.
Схематично (рис. 6) конструкцию G-образного нагнетателя можно представить в виде двух спиралей, одна из которых неподвижна и является частью корпуса. Вторая — вытеснитель — расположена между витками первой и закреплена на валу с эксцентриситетом в несколько миллиметров. Вал приводится от двигателя ременной передачей с отношением около 1:2.
При вращении вала внутренняя спираль совершает колебательные движения и между неподвижной (корпус) и обегающей (вытеснитель) спиралями образуются серпообразные полости, которые движутся к центру, перемещая воздух от периферии и подавая его в двигатель под небольшим давлением. Количество перемещаемого воздуха зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Система имеет сравнительно высокий (около 65%) КПД. Трущихся частей почти нет, поэтому износ деталей незначителен.
Установленный на двигателе Polo нагнетатель G40 (40 и 60 в маркировке нагнетателей Volkswagen — это ширина спиральных камер в миллиметрах) имеет внутреннюю степень сжатия 1,0; максимальное давление наддува составляет 0,72 бар. При номинальной частоте вращения ротора 10200 об./мин. за один оборот подается 566 см куб. воздуха, т. е. почти 6000 л/мин.
Схема управления механическим нагнетателем довольно проста (рис. 7). При полной нагрузке заслонка перепускного трубопровода закрыта, а дроссельная открыта — весь поток воздуха поступает в двигатель. При работе с частичной нагрузкой дроссельная заслонка закрывается, а заслонка трубопровода открывается — избыток воздуха возвращается на вход нагнетателя.
Входящий в схему охладитель наддувочного воздуха (Intercooler) является почти непременной составной частью всех, не только механических, систем наддува. При сжимании воздух, как известно, нагревается, а его плотность и, соответственно, количество кислорода в единице объема уменьшаются.
Больше кислорода — лучше сгорание и выше мощность. Поэтому перед подачей в двигатель сжатый нагнетателем воздух проходит через охладитель, где его температура снижается.
Преимущества спирального нагнетателя, как и большинства компрессоров с механическим приводом: достаточно большой крутящий момент и повышенная мощность двигателя при низких оборотах, быстрая, практически мгновенная реакция на нажатие педали газа. Недостатки: относительная сложность и нетехнологичность конструкции, большие потери в приводе.
Суперчарджер | Тюнинг ателье VC-TUNING
Автомобилестроительный концерн Daimler (Германия) впервые запатентовал систему автоматического наддува для двигателя внутреннего сгорания в 1900 году. Первый суперчарджер (нагнетатель) по внешнему виду походил на двухроторный воздушный насос. Он был изобретен и запатентован американцем Френсисом Рутсом (компрессор Рутса). Первые автомобили, оснащенные компрессором, сошли с конвейеров компаний Mercedes и Bentley в 1920-х. Их примеру последовали многие производители, пополнив линейный ряд новыми автомобилями с системой автоматического наддува. Двигатели усовершенствовались, появлялись более современные. Это дало толчок для развития новой отрасли, производства запчастей и аксессуаров для тюнинга.
Устройство и принцип работы компрессора
Суперчарджеры, способствуют увеличению мощности двигателя за счет дополнительного воздуха (кислорода), нагнетаемого под давлением. При этом возрастает расход топлива. Приток кислорода обеспечивает лучшую реакцию горения смеси в клапанах, что создает дополнительный импульс, и мощность увеличивается. Механические компрессоры приводятся в действие двигателем, посредством ремня от шестерней и вала, либо цепью от коленчатого вала. Ременной привод позволяет компрессору вращаться со скоростью до 50 000 оборотов в минуту, что способствует увеличению наддува.
Компрессоры бывают объемные и динамические. Разница в том, что объемные поддерживают постоянное давление наддува, а динамические нет. В динамических компрессорах давление нагнетателя возрастает по мере ускорения вращения двигателя. Они устроены немного сложнее, чем объемные компрессоры.
Установка и настройка
Установка компрессора – ответственный процесс, требующий четких и последовательных действий. Оптимальное соотношение топлива и воздуха, которого стоит придерживаться – 14:1, то есть 14 частей воздуха на 1 часть бензина.
Перед установкой компрессоров (также как и турбонагнетателей) нужно проверить исправность зажигания, уровень компрессии, подачу топлива и многое другое.
Нагнетаемый воздух обладает высокой температурой. Чтобы его охладить и повысить плотность для лучшего горения смеси в цилиндрах, нужен интеркулер.
Важно отметить, что если поступающий воздух слишком горячий, давление наддува слишком высокое, зажигание выставлено на опережение, и при этом используется бензин с низким октановым числом, может произойти детонация двигателя. Детонация – это самопроизвольное возгорание рабочей смеси в цилиндре (бензин и воздух), в результате которой образуется ударная волна, способная вывести из строя двигатель. Большинство мастеров знают, как обойти этот неприятный эффект. Один из способов – использовать бензин с высоким октановым числом.
Механическому нагнетателю не нужно время чтобы остыть, поскольку он не смазывается маслом во время работы. То есть можно сразу глушить мотор, а не оставлять его работать на холостых оборотах. Однако в подшипниках (в компрессоре) есть некоторое количество масла для смазки, поэтому нагнетатель лучше запускать, когда двигатель прогрет.
Виды механических нагнетателей
Центробежный нагнетатель
В центробежном компрессоре крыльчатка вращается на высоких оборотах и загоняет воздух в воздухосборник. Воздух всасывается в центральной части рабочего колеса, а затем выталкивается наружу центробежной силой. Вокруг крыльчатки имеются стабилизаторы, которые уменьшают давление скоростного воздушного потока. Центробежные компрессоры весьма эффективны. Они обладают малым весом, компактны и просты в установке (крепятся к передней части двигателя). Во время вращения создают специфический шум.
Компрессор Рутса
Компрессор Рутса считается самой старой моделью нагнетателя. Принцип работы прост: две прямозубые шестерни вращаются в разных направлениях, перекачивая воздух от впускного к выпускному коллектору. Таким образом, воздух буквально вдувается (воздуходув) во впускной коллектор.
Винтовой нагнетатель
Принцип работы винтового нагнетателя точно такой же, как и у компрессора Рутса. Воздух захватывается двумя смежными роторами и проталкивается в воздушные карманы. Благодаря конической форме роторов, воздух сжимается на пути к выпускному отверстию. Винтовые нагнетатели также эффективны, но их настройка и установка обойдется дороже. Во время работы создают примечательный шум/свист.
Автомобили, выпускаемые с суперчарджерами:
Есть две причины, по которым производители устанавливают на автомобили механические нагнетатели. Во-первых, потому что это самый простой способ повысить мощность, а во-вторых, обеспечить хорошую производительность автомобилей даже с небольшим объемом двигателя.
Преимущества и недостатки механического нагнетателя.
Преимущества:
Механический нагнетатель. Устройство и принцип работы —
Механический нагнетатель. Устройство и принцип работы
Работа двигателя построена на том, что топливо должно быть смешано с необходимым количеством кислорода. Это позволит достичь максимально возможной мощности. Больше сгорит – больше мощность.
Механический нагнетатель — основной конструктивный элемент системы механического наддува. С помощью нагнетателя в впускном тракте создается давление выше атмосферного, а механический он потому, что привод рабочего органа осуществляется непосредственного от коленчатого вала двигателя. За рубежом механический нагнетатель называют одним словом – supercharger.
В данной статье речь пойдет про механические нагнетатели воздуха для автомобиля.
Центробежные нагнетатели воздуха
Центробежный нагнетатель в части нагнетания воздуха аналогичен турбокомпрессору. Основу нагнетателя составляет рабочее колесо (крыльчатка), которое вращается с высокой скоростью (порядка 50000-60000 об/мин).
Воздух засасывается в центральную часть колеса. Центробежная сила направляет воздух по лопастям специальной формы наружу. Из рабочего колеса он выходит на большой скорости и с низким давлением. При выходе воздух сталкивается с диффузором, имеющим множество стационарных лопаток вокруг рабочего колеса. Высокоскоростной поток воздуха низкого давления преобразуется в поток воздуха низкой скорости и высокого давления.
Центробежные нагнетатели воздуха для автомобиля очень популярны. Сравнительно низкая цена и простота установки способствовали тому, что компрессоры этого типа почти вытеснили другие и стали популярны в тюнинге автомобилей.
Область применения механических нагнетателей достаточно широка: спортивные и серийные автомобили, а также тюнинг автомобилей. Практически все спортивные автомобили используют механические нагнетатели – это их основное применение. Установка механических нагнетателей является одним из направлений тюнинга автомобилей. Производители предлагают комплекты, включающие необходимые конструктивные элементы для установки на двигатель. На серийных автомобилях механические нагнетатели встречаются достаточно редко.
В силу своей конструкции нагнетатели Roots и Lysholm применяются для обеспечения высокой разгонной динамики, центробежные нагнетатели эффективны в поддержании высоких скоростей.
Нагнетатели воздуха типа ROOTS
Кулачковый нагнетатель является самым старым типом механического нагнетателя, т.к. используется на автомобилях с 1900 года. Имеет другое название по имени изобретателей – нагнетатель Roots, обиходное название воздуходувка.
Компрессоры типа «Рутс» относятся к классу объемных нагнетателей. Конструкция их довольно проста и напоминает масляный шестеренчатый насос двигателя. В корпусе овальной формы вращаются в противоположные стороны два ротора, имеющие специальный профиль. Роторы насажены на оси, связанные одинаковыми шестернями.
Основное отличие этого метода нагнетания в том, что воздух сжимается не внутри, а как бы снаружи компрессора, непосредственно в нагнетательном трубопроводе. Именно поэтому их иногда называют компрессорами с внешним сжатием.
Главным минусом такого способа нагнетания является, что, раз процесс сжатия воздуха осуществляется вовне компрессора, его эффективная работа возможна лишь до определенных значений наддува. С ростом давления увеличивается просачивание воздуха назад, и его КПД снижается. Далее мощность, затрачиваемая на вращение самого нагнетателя, может превысить добавочную мощность двигателя.
Еще один недостаток. В компрессорах подобного типа создается турбулентность, способствующая росту температуры воздушного заряда. То есть, наряду с обычным ростом температуры от непосредственно повышения давления, в рутс-компрессорах происходит дополнительный нагрев. В этой связи подобные нагнетатели в обязательном порядке оснащаются интеркулерами.
Шум от работы объемных компрессоров не столь сильный, как у центробежных, и имеет иную тональность. При этом, в отличие от центробежных, механические нагнетатели типа ROOTS эффективны уже на малых и средних оборотах двигателя. Эта особенность рутс-компрессоров сделала их наиболее пригодными для драг рейсинга, где ценится динамика разгона. Другой плюс – относительная простота конструкции.
Малое количество движущихся частей и малые скорости вращения делают эти механические нагнетатели одними из самых надежных и долговечных. Однако сложность и высокая цена снизили их популярность.
Плюсы и минусы использования механических нагнетателей
Использование нагнетателей воздуха для авто может негативно сказаться на ресурсе двигателя. Как правило, поломку мотора вызывают повышенные обороты. Стало быть, использование нагнетателя, повышающего крутящий момент на низких и средних оборотах, может, наоборот, благоприятно сказаться на ресурсе двигателя.
С другой стороны, если добиваться действительно большого роста мощности, многие штатные детали придется заменить на более прочные. Так, например, кованые поршни и шатуны будут совсем нелишними.
Cжатие воздуха всегда сопряжено с повышением температуры. В некоторых компрессорах это повышение не существенно, но в любом случае для увеличения воздушного заряда и снижения потери мощности на привод нагнетателя воздух необходимо охлаждать.
Еще одна проблема, о которой мало кто задумывается, – детонация. Дело в том, что высокая температура и давление подаваемого в цилиндры воздуха может привести к тому, что в конце такта сжатия, когда поршень спрессует в цилиндре и так уже сжатую топливо-воздушную смесь, ее температура и давление могут оказаться настолько высокими, что это вызовет преждевременную ее детонацию, т. е. взрыв.
Дабы избежать подобных проблем, можно перейти на высокооктановые сорта топлива, но часто этого мало. При достаточно больших значениях давления приходится производить декомпрессию, т. е. снижать степень сжатия. Правильный подбор свечей зажигания также немаловажен.
Механический нагнетатель воздуха для автомобиля
Механический нагнетатель. Устройство и принцип действия. — DRIVE2
Лет семь назад я написал на ресурсе mcautotuner ряд статей для любителей «дунуть») Отзывы очень приятные, думаю что весьма актуально будет выложить статьи на нашем любимом Драйв2.
Механический нагнетатель. Устройство и принцип действия.
Перед тем как приступить к чтению этой статьи, советую вам ознакомиться с материалом Турбина. Устройство и принцип действия.
Механизм, о котором пойдет речь в этой статье, известен нам как Механический нагнетатель, Supercharger, Kompressor. За этими названиями скрывается устройство, повышающее мощность двигателя за счет нагнетания в цилиндры воздуха под давлением, превышающем атмосферное.
Основным отличием данной системы от турбонаддува является то, что для привода компрессора используется не бесплатная энергия выхлопных газов, а часть энергии, производимой двигателем.
Отсюда все плюсы и минусы механических нагнетателей, к которым с одной стороны можно отнести мгновенный отклик на нажатие педали газа (компрессор всегда готов к своей работе, нет необходимости ждать пока он раскрутится и выйдет на свои рабочие обороты), отличную тягу на низах, а с другой стороны — повышенный расход топлива и меньшая итоговая мощность при том-же давлении наддува, нежели у систем с турбонаддувом.
***
Виды механических нагнетателей
В отличие от турбокомпрессора, в простонародье прозванного «улиткой» и имеющего лишь такой форм-фактор, механические нагнетатели бывают нескольких типов.
Роторный нагнетатель Roots
Этот самый древний и самый простой тип нагнетателей, обязан своим появлением американцам — братьям Филандер и Фрэнсис Рутс, еще в 1860 (!) году запатентовавшим этот роторный вид нагнетателя. Примечательно, что первоначально этот механизм использовался исключительно для вентиляции промышленных помещений и шахт, и лишь в 1885 году всем известный Готтлиб Даймлер получил свой патент на нагнетатель, работающий по принципу нагнетателя братьев Рутс. В 1900 году увидел свет первый серийный автомобиль марки Daimler-Benz, оснащенный первым механическим нагнетателем типа Рутс.
В 1949 году другой американский изобретатель, Итон, улучшил конструкцию нагнетателя — прямозубые шестерни уступили место косозубым роторам и воздух начал перемещаться не поперек их осей вращения а вдоль. Но как и до модернизации, основным принципом работы нагнетателей типа Roots стала простая перекачка воздуха в другой объем, без сжатия воздуха внутри механизма, так что роторный нагнетатель Roots это объемный нагнетатель. а не компрессор.
У этого вида нагнетателей есть ощутимые недостатки. С ростом оборотов двигателя и соответственно, скорости вращения роторов, нагнетатель начинает накачивать воздух слишком интенсивно и воздух начинает проникать обратно в нагнетатель. Таким образом, с определенного уровня оборотов, нагнетатель Рутс начинает потреблять мощности двигателя больше чем способен дать в ответ. В добавок, из-за несовершенной формы роторов, воздух подается неравномерно, прерывистыми качками, тем самым понижая КПД нагнетателя.
Однако есть и неоспоримые достоинства. Нагнетатели данного типа, в отличие от центробежных, начинают свою работу уже при низких оборотах и продолжают, без потери эффективности, нагнетать воздух в цилиндры. Этим качеством обусловлена любовь спортсменов — дрэгстеров и роддеров по всему миру к этим, самым простым нагнетателям.
***
Винтовой (спиральный) компрессор Lysholm
Автором идеи винтового компрессора является немецкий конструктор Кригар, еще в конце XIX века предложивший использовать подобные устройства в промышленных целях. Первый в мире винтовой нагнетатель был изготовлен и запатентован шведским инженером Альфом Лисхольмом в 1936 году и на данный момент компрессоры Лисхольм — наиболее совершенный и эффективный тип нагнетателей.
Внешне компрессор типа Lysholm очень похож на нагнетатель Roots, однако существенно отличается от него конструктивно. Внутри те же два ротора, однако их формы заострены елочкой, а сами они похожи на сверла. Поэтому компрессор и называется винтовой (спиральный). При вращении роторов воздух проникающий в нагнетатель не просто перекачивается в другой объем, а сжимается, следовательно, в отличие от нагнетателей Roots, воздух с ростом оборотов вытесняться обратно в нагнетатель не будет. Отсюда — отличный стабильный КПД в широчайшем диапазоне оборотов.
Однако и у этого совершенного агрегата есть минусы. Самый главный из них — очень высокая себестоимость и цена, делающая этот агрегат труднодоступным. Ну и конечно чуда не произошло — компрессор типа Lysholm все так-же потребляет мощность двигателя, ведь он приводится так-же — ремнем от шкива коленвала.
Для более наглядного представления о компрессоре Лисхольм, давайте разберем один =)
компрессор Lysholm в сравнении с нагнетателем Eaton типа Roots
Внешний вид. На фото — один из самых больших производимых сейчас Лисхольмов
А вот что находится внутри — те самые «сверла» спиральных роторов
Центробежный нагнетатель
Один из старейших видов нагнетателей. Был запатентован в 1902 году Луи Рено.
По своей конструкции очень близки к турбокомпрессор
www.drive2.ru
Механический нагнетатель. Устройство и принцип работы — DRIVE2
Работа двигателя построена на том, что топливо должно быть замешено с необходимым количеством кислорода. Это обеспечит полное и эффективное сгорание горючей смеси и позволит достичь максимально возможной мощности. Больше сгорит – больше мощность. В данной статье речь пойдет про механические нагнетатели воздуха для автомобиля, их устройство и принцип работы.
Для нормальной работы двигателя пропорции смеси топливо–воздух принимаются приблизительно 1:14,7. Если прибавить к стандартному давлению в одну атмосферу, к примеру, еще одну, то получим в 2 раза больше воздуха, а значит, и кислорода, поступающего в цилиндры. Стало быть, мы должны получить от мотора в 2 раза больше мощности. Двигатель объемом 1,5 л при давлении наддува чуть более атмосферы практически эквивалентен трехлитровому «атмосфернику». Это, конечно, грубая арифметика, но идея именно такова.
🔎 Принцип работы и устройство центробежного нагнетателя
Подобные нагнетатели в тюнинге получили в настоящее время наибольшее распространение. По своей конструкции они наиболее близки к турбонаддуву, поскольку имеют одинаковый принцип нагнетания воздуха. Разняться лишь способы привода. Работа осуществляется следующим образом.
Основная деталь центробежного нагнетателя – рабочее колесо, или крыльчатка. Она имеет довольно сложную конусообразную форму. Лопатки крыльчатки играют самую главную роль. От того, насколько правильно они спроектированы и изготовлены, зависит результирующая эффективность всего нагнетателя.
Принцип работы центробежного нагнетателя состоит в следующем: воздух, пройдя по сужающемуся воздушному каналу в нагнетатель, попадает на радиальные лопасти крыльчатки. Лопасти закручивают и отбрасывают его центробежной силой к периферии кожуха, где имеется диффузор. Зачастую диффузор имеет лопатки, призванные снизить потери давления. Далее воздух выталкивается в окружной воздушный туннель (воздухосборник), который чаще всего имеет улиткообразную форму.
Такая конструкция создает необходимое давление воздушного потока на выходе из нагнетателя. Дело в том, что внутри кольца воздух поначалу движется быстро, и его давление мало. Однако в конце улитки русло расширяется, скорость воздушного потока понижается, а давление увеличивается. Так создается необходимый подпор для накачки цилиндров «спрессованной атмосферой».
В силу самого принципа работы у центробежного нагнетателя есть один недостаток. Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться не просто быстро, а очень быстро. Фактически производимое центробежным компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. Скорости могут быть 40 тысяч об/мин и более, а для высоконапорных компрессоров дизелей они приближаются к цифре 200 тыс. об/мин. И поскольку привод осуществляется от коленвала посредством ременной передачи на шкив турбины, шум от такого устройства довольно сильный. Хотя многим именно этот характерный свист греет душу.
Высокие рабочие обороты накладывают особые требования на качество используемых материалов и точность изготовления. К минусам самого принципа нагнетания можно также отнести некоторую задержку в срабатывании, хотя нужно отметить, что эта задержка не столь заметна, как у турбонагнетателей.
И еще одно замечание. Как правило, центробежный нагнетатель дает прибавку на довольно высоких оборотах двигателя. Сначала давление нарастает медленно, но затем, с увеличением оборотов, довольно резко возрастает. Эта особенность делает центробежные нагнетатели наиболее пригодными для тех случаев, когда более важно поддержание высоких скоростей, а не интенсивность разгона.
❗ Центробежные нагнетатели воздуха для автомобиля очень популярны. Сравнительно низкая цена и простота установки способствовали тому, что компрессоры эт
www.drive2.ru
Нагнетатель (автомобилестроение) — Википедия
Нагнетатель (англ. Supercharger) — механический агрегат, опционально применяемый на поршневых и роторно-поршневых двигателях внутреннего сгорания (далее — ДВС), работающий за счёт того или иного вида энергии, получаемой в процессе работы самого ДВС, и осуществляющий наддув, то есть принудительное нагнетание воздуха в ДВС с целью его всережимной форсировки или (в отдельных случаях) продувки.
Нагнетатель как элемент агрегатного наддува[править | править код]
Применение нагнетателя и его функции[править | править код]
Работа нагнетателя на двухтактном и четырёхтактном моторахНагнетатель может применяться на поршневых и роторно-поршневых ДВС, работающих по любому термодинамическому циклу и с любым числом тактов. Для большинства типов подобных ДВС нагнетатель является опциональным элементом конструкции, не влияющим на принципиальную возможность работы самого ДВС. Основная задача нагнетателя здесь — наддув с целью повышения мощности. Под наддувом подразумевается в первую очередь принудительное нагнетание воздуха в ДВС с давлением выше текущего уровня атмосферного, приводящее к увеличению плотности и массы воздуха в камере сгорания перед тактом рабочего хода, что, в свою очередь, согласно правилу стехиометрической горючей смеси для конкретного типа двигателя, позволяет сжечь больше топлива, а значит увеличить крутящий момент (и мощность, соответственно) на любой сравнимой с безнаддувным двигателем частоте вращения коленвала/ротора. В рамках этой задачи наддув с помощью нагнетателя есть лишь один из возможных методов форсировки и/или повышения КПД, и наличие или отсутствие нагнетателя определяется лишь целями и бюджетом разработчиков конкретного мотора. Исключением из этого правила является только некоторые типы двухтактных поршневых ДВС, где нагнетатель в первую очередь выполняет задачу по принудительной продувке цилиндров на стыке двух рабочих тактов и присутствует во впускной системе такого ДВС практически всегда.
Отсутствие нагнетателя в составе ГТД[править | править код]
В газотурбинных ДВС нагнетатель формально отсутствует. Компрессор, входящий в состав любого газотурбинного ДВС, является абсолютно неотъемлемым элементом конструкции, обеспечивающим принципиальную возможность работы подобного ДВС, и такой компрессор в русскоязычном инженерно-техническом лексиконе нагнетателем не называется, хотя и выполняет функцию принудительного нагнетания воздуха.
Типы нагнетателей по их энергетическому приводу[править | править код]
Нагнетатель работает за счёт того или иного вида энергии, получаемой с самого ДВС либо напрямую, либо опосредованно. Возможно использование энергии выхлопных газов, механической энергии вращения валов ДВС, электрической энергии. В зависимости от своего энергетического привода конструкция нагнетателя имеет свои технические особенности и своё собственное название. Нагнетатели, работающие от энергии выхлопных газов, называются турбонагнетателями, от механического привода — приводными нагнетателями. Также есть нагнетатели, работающие от электрической энергии, но для их описания устоявшийся русскоязычный термин пока отсутствует и их можно называть как электронагнетателями, так и нагнетателями с электроприводом.
Смысл терминов «нагнетатель» и «компрессор»[править | править код]
Важным элементом нагнетателя является воздушный компрессор, который присутствует в конструкции абсолютно любого нагнетателя, независимо от его энергетического привода. При этом контексте агрегатного наддува оба термина — и нагнетатель и компрессор — используются наравне, в том числе в составе сложносоставных слов, типа турбонагнетатель/турбокомпрессор, что у непосвящённых в тему может вызвать вопросы к смысловым оттенкам терминов. Следует понимать, что с точки зрения семантики термин «нагнетатель» подразумевает функцию всего агрегата в целом, а «компрессор» — наименование энергетической машины и главного исполнительного узла абсолютно любого нагнетателя. В русскоязычном речевом обиходе равноправное использование обоих терминов применительно к наддуву фактически допустимо, а оба слова, как в простом, так и в сложносоставном виде в данном случае могут считаться синонимами.
В теории лопастных машин термины «нагнетатель» и «компрессор» не тождественны. Обычно лопастные машины, повышающие давление потока не более, чем на 10%, относят к вентиляторам; на 20…25% — к нагнетателям; большие давления соответствуют компрессорам. В обиходе нагнетатель в сборе часто называют «турбиной», хотя в приводном нагнетателе турбина вообще отсутствует, а в газотурбинном является лишь приводом нагнетателя/компрессора.
Турбонагнетатель в сборе. Турбина — слева, компрессор — справа Простой турбонагнетатель фиксированной геометрии в разрезеТаковым является нагнетатель, конструкция которого включает в себя миниатюрную турбину, а принцип работы основан на использовании энергии потока выхлопных газов самого мотора, на который осуществляется наддув. Выхлопные газы, воздействуя на турбину, располагающуюся в выпускной системе сразу за выпускным коллектором, раскручивают её, а она передаёт энергию вращения на компрессор. Принципиальная конструкция каждого из двух исполнительных узлов турбонагнетателя в общем и целом идентична для любой разработки, доведённой до стадии работающего агрегата, и предполагает одну одноконтурную турбину и один центробежный компрессор. При этом фактическая конструкция турбины, компрессора, вала и корпуса может быть весьма различной: так, помимо канонических простых совмещённых турбонагнетателей фиксированой геометрии на подшипниках скольжения, возможно применение турбин изменяемой геометрии, применение двойных спиральных каналов подвода газов к турбине (так называемый Twin-Scroll), применение двойных каналов выхода воздуха с компрессора, разнесение турбины и компрессора на существенное расстояние друг от друга, применение керамических роторов, установка вала на подшипниках качения. Важными (хотя и не особо декларируемыми) критериями мощности и эффективности турбонагнетателя являются наружные диаметры его турбинного и насосного колёс (что можно примерно оценить визуально по размеру корпуса), частота вращения ротора и величина турболага, присущего всем без исключения турбинам.
Турбонагнетатель всегда работает в режиме высоких температур выхлопных газов, а подшипники вала турбонагнетателя являются самой термонапряжённой деталью мотора, которая контактирует с моторным маслом, что накладывает особые требования как к технологии производства деталей, составляющих турбонагнетатель, так и к качеству масла и его ресурсу. И то и другое долгое время было одним из сдерживающих технологических факторов для какого-либо массового внедрения турбонагнетателей на бензиновых моторах .
Любой бензиновый мотор с турбонагнетателем изначально проектируется под наддув. Применение турбонагнетателя на бензиновом моторе, изначально спроектированном как , без переделок в принципе возможно, но приведёт к быстрому (если не моментальному) разрушению такого мотора при работе. Необходимость постоянного контроля детонации требует наличия некоей управляющей электроники, что обычно подразумевает систему питания мотора на основе электронного (или как минимум электронно-механического) впрыска. Массовые карбюраторные моторы с турбонагнетателями были крайне редки ввиду чрезмерной механической сложности своих систем питания. Широкое применение турбонагнетатели получили на дизельных моторах коммерческого транспорта — на моторах грузовиков, тракторов, локомотивов, судов. Здесь разрешающими факторами стали повышенная детонационная стойкость дизельных моторов и их более высокий КПД, предполагающий меньший уровень теплового излучения, относительная нетребовательность к эффективности работы мотора коммерческого транспорта в переходных режимах, достаточное пространство моторного отсека.
Особенностью работы турбонагнетателя в сравнении с другими агрегатами наддува является то, что в случае его применения эффект от наддува всегда превышает энергетические затраты на наддув. То есть, для любого мотора, оснащённого турбонагнетателем, всегда возможно получить такой режим наддува, который форсирует мотор настолько, что разрушит его. Мощность любого мотора с турбонагнетателем в 100 % случаев ограничивается прочностью самого мотора, его моторесурсом, а не эффективностью турбонагнетателя. Необходимость ограничения эффекта наддува есть причина того, что турбонагнетатель никогда не применяется на моторах сам по себе, а только комплексно в составе системы турбонаддува, в которой он является основным её элементом, но не единственным.
Объёмный приводной нагнетатель Roots Объёмный приводной нагнететель PowerPlus на основе шиберного пластинчатого насосаТаковым является нагнетатель, конструкция которого состоит из компрессора и некоего механического привода, посредством которого, в свою очередь, и обеспечивается работа нагнетателя за счёт использования мощности, получаемой с мотора, на который осуществляется наддув. Единого общего вида у приводного нагнетателя нет. Исходя из принципов работы своего компрессора, приводные нагнетатели могут быть объёмные, то есть осуществляющие наддув импульсно порциями некоего фиксированного объёма, и динамические, то есть осуществляющие наддув непрерывным потоком. В группу объёмных нагнетателей попадают такие конструкции как: кулачковые (американские Roots, Eaton), винтовые (американский Lisholm, немецкий Mercedes 2000-х годов), спиральные (немецкий G-Lader, применявшийся на Volkswagen 1990-х), шиберные (британский нагнетатель PowerPlus для довоенных MG и Rolls-Royce Merlin). Динамические приводные нагнетатели известны только центробежного типа, известных собственных названий они обычно не имеют, а их конструкция более-менее универсальна и в общем и целом схожа с конструкцией некоего канонического центробежного компрессора. В обоих случаях, независимо от типа компрессора, конструкция его механического привода не имеет принципиального значения для работы нагнетателя в целом, с теми лишь особенностями, что привод компрессора имеет повышающее передаточное отношение (порядка 0,15-0,08), а иные конструкции привода позволяют включать/отключать нагнетатель (в том числе по аналоговому принципу) по команде водителя или блока управления. Сами приводы возможны промежуточными валами, шестернями, зубчатыми ремнями, цепями, набором трапецеидальных ремней, а также прямые приводы с торцов коленчатого или распределительного валов. В случаях отключаемого привода используются муфты различной конструкции.
Особенностью работы приводного нагнетателя в сравнении с другими агрегатами наддува является то, что на его привод мотор вынужден расходовать существенную часть своей так называемой индикаторной мощности. Это приводит к тому, что все моторы с приводными нагнетателями имеют высокий удельный расход топлива, который может в несколько раз превышать удельный расход топлива безнаддувного мотора сравнимой нетто-мощности. На высоких оборотах мотора затраты мощности на привод нагнетателя растут нелинейно относительно роста отдачи от его применения, что ещё более увеличивает значения удельного расхода топлива, а сама разница между индикаторной мощностью и нетто-мощностью на максимальных режимах может достигать значения в 50% от нетто.
Ввиду относительно низкого уровня термонапряжённости при работе, приводные нагнетатели относительно нетребовательны к технологии металлов и качеству смазки, и работоспособный надёжный агрегат наддува на основе приводного нагнетателя был доступен к производству практически одновременно с появлением массовых автомобилей. Однако ввиду требований к точности производства деталей приводные нагнетатели были в любом случае дороги, и их применение в первой половине XX-го века ограничивалось эксклюзивными, псевдоспортивными или гоночными автомобилями. Второй областью применения приводных нагнетателей были поршневые авиамоторы, в которых наддув был призван компенсировать понижение атмосферного давления на высоте и связанное с этим разрежение воздуха. После 2МВ авиация перешла на турбореактивные двигатели, а конструкторы автомобильных моторов пошли по пути безнаддувной форсировки, в результате чего приводные нагнетатели оказались почти забыты, и их уделом остался лишь американский тюнинг или некоторые американские и редкие европейские модели дорожных машин. В начале 2000-х приводные нагнетатели стали появляться на относительно недешёвых дорожных машинах в составе комбинированных агрегатов наддува в паре с турбонагнетателем. Подобные системы наддува применяются до сегодняшнего момента, хотя в последние годы существует тенденция вытеснения комбинированного наддува эффективным всережимным турбонаддувом на основе турбин типа Twin-Scroll или турбин изменяемой геометрии, а также комбинированным наддувом из турбонагнетателя и электронагнетателя.
Специфика применения на автомобильных моторах[править | править код]
Объёмный нагнетатель Roots в работеНа бензиновых моторах серийных легковых автомобилей в случаях разработки мотора под наддув на основе приводного нагнетателя таковой нагнетатель всегда будет только объёмного типа. Обоснованием этого является то важное качество любых объёмных компрессоров, что их производительность всегда имеет линейную зависимость от частоты вращения ротора. Именно поэтому моторы с объёмными нагнетателями удобны для водителя: они работают в переходных режимах не хуже безнаддувных (у них отсутствует какая-либо задержка в раскрутке мотора при нажатии на педаль газа) и увеличивают крутящий момент во всём диапазоне оборотов, что на моторе с объёмным нагнетателем особенно ощутимо на «низах». Также у объёмных нагнетателей есть то конструктивное преимущество, что их применение не требует каких-либо дополнительных управляющих элементов и системах (клапанах сброса давления, электронных блоков управления, дополнительных датчиков), что в периоды отсутствия электронных систем впрыска позволяло легко устанавливать объёмные приводные нагнетатели на карбюраторные моторы или моторы с механическим впрыском. В современных системах комбинированного наддува в случае применения объёмных приводных нагнетателей, таковые отвечают за наддув на низких оборотах мотора и выводятся из работы управляющими системами по достижению достаточного давления наддува параллельно работающего турбонагнетателя.
Центробежный приводной нагнетатель ATI ProChargerЦентробежные нагнетатели также могут применяться на бензиновых моторах легковых автомобилей. Но ввиду того, что в любых центробежных компрессорах зависимость объёма перекачиваемого вохдуха от числа оборотов не является линейной, приводные нагнетатели на их основе делаются либо кратковременно подключаемыми (наподобие машин американского тюнинга), либо устанавливаются на моторы, для которых эффективность работы в переходных режимах и эффективность работы на «низах» не сильно важна (например, машины для гонок на дистанцию в четверть мили). При этом установка подключаемого приводного центробежного нагнетателя на изначально безнаддувный мотор может и не требовать доработок под наддув, если время работы мотора в режиме наддува ограничено. А установка постоянно работающего приводного центробежного нагнетателя помимо доработок под наддув может потребовать наличия клапанов сброса давления (что не нужно в случае объёмных нагнетателей). В любом случае обычные серийные дорожные автомобили приводными центробежными нагнетателями не оснащаются.
И объёмные и центробежные приводные нагнетатели могут применяться не только на бензиновых моторах легковых автомобилей, но и на бензиновых и дизельных моторах тяжёлой техники. Выбор приводного нагнетателя, а не более подходящего турбонагнетателя, здесь, вероятно, объясняется спецификой эксплуатации. Примером первого случая является американский танковый бензиновый мотор Teledyne Continental AVSI-1790; примером второго — советский/российский танковый дизельный мотор В-46.
В современном массовом автомобильном моторостроении использование приводных нагнетателей сходит на нет. Главной причиной этого являются механические потери на привод, выражающиеся в повышенном расходе топлива и повышенных выбросах углекислого газа. Адекватной заменой объёмных приводных нагнетателей сегодня являются турбонагнетатели с турбинами типа Twin-Scroll и с турбинами изменяемой геометрии, а также применение нагнетателей с электроприводом в системах комбинированного наддува, что во всех случаях так или иначе помогает решать проблему турболага в переходных режимах и проблему низкой эффективности обычного турбонаддува на низких оборотах мотора.
Специфика применения на двухтактных моторах[править | править код]
Центробежная воздуходувка (2) на двухтактном моторе со встречным движением поршней Объёмная воздуходувка на двухтактном моторе с клапанно-щелевой продувкойНа отдельных типах бензиновых и дизельных двухтактных моторов (с клапанной-щелевой продувкой, со встречным движением поршней), работа которых предполагает относительно невысокие обороты, в качестве неотъемлемого элемента всей конструкции для целей продувки цилиндров на стыке двух рабочих тактов применяются приводные нагнетатели низкого давления. В советском инженерно-техническом лексиконе подобные приводные нагнетатели назывались терминами «воздуходувка» или «продувочный насос». Обеспечиваемое ими давление наддува обычно порядка 0,1-0,2 Бара. На высокооборотных моторах с щелевой продувкой (например, мотоциклетных) подобные воздуходувки/насосы не применяются, и там продувка цилиндров обеспечивается иными способами.
Известны разработки воздуходувок/насосов как на основе объёмных компрессоров, так и на основе центробежных. Пример первого варианта — советские автомобильные дизельные моторы ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206. Пример второго варианта — советский/украинский танковый многотопливный мотор 5ТДФ. При этом свойство центробежных компрессоров увеличивать давление наддува с ростом оборотов может использоваться и для целей форсировки мотора в режиме высоких оборотов. Наличие воздуходувки/насоса не отменяет возможности дополнения подобного двухтактного мотора турбонагнетателем, задачей которого является форсировка мотора в чистом виде. Примером таких моторов с турбонаддувом и без будут конструктивно идентичные локомотивные дизели 10Д100 и 2Д100 тепловозов ТЭ10 и ТЭ3.
Схема комбинированного наддува, состоящего из турбины, мотор-генератора, компрессора и аккумуляторной батареи. Работа наддува в режиме турбонагнетателя постоянна, в режиме турбонагнетателя и электронагнетателя — повторно-кратковременна.Принцип работы электронагнетателя (нагнетателя с электрическим приводом) основан на использовании для привода компрессора электроэнергии из бортовой электрической сети автомобиля. Принципиальная конструкция в общем и целом едина — высокооборотный электромотор и связанный с ним общим валом центробежный компрессор.
Подобные нагнетатели получают распространение на бензиновых моторах легковых автомобилей в последние годы, ввиду широкого внедрения бортовых электросетей с относительно высоким напряжением (~50V) и включением в состав силового агрегата мощных генераторов, аккумуляторов большой ёмкости и конденсаторов. При этом электронагнетатели являются лишь частью общего агрегата наддува и комбинируются с турбонагнетателем (одним или двумя) для совместной работы в рамках функции наддува. Включение электронагнетателя здесь обычно ограничивается переходными режимами работы самого мотора, и в первую очередь такими, на которых эффективность турбонагнетателя низка, например, раскруткой мотора с оборотов холостого хода. В качестве постоянного источника наддува электронагнетатели не применяются, ввиду существенных потерь на перевод механической энергии ДВС в электрическую для питания электромотора и опять в механическую для работы компрессора.
| Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист.Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты, либо библиографическими ссылками на печатные источники, либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных доменов |
ru.wikipedia.org
Механический нагнетатель. Устройство и принцип работы — DRIVE2
Работа двигателя построена на том, что топливо должно быть замешено с необходимым количеством кислорода. Это обеспечит полное и эффективное сгорание горючей смеси и позволит достичь максимально возможной мощности. Больше сгорит – больше мощность. В данной статье речь пойдет про механические нагнетатели воздуха для автомобиля, их устройство и принцип работы.
Для нормальной работы двигателя пропорции смеси топливо–воздух принимаются приблизительно 1:14,7. Если прибавить к стандартному давлению в одну атмосферу, к примеру, еще одну, то получим в 2 раза больше воздуха, а значит, и кислорода, поступающего в цилиндры. Стало быть, мы должны получить от мотора в 2 раза больше мощности. Двигатель объемом 1,5 л при давлении наддува чуть более атмосферы практически эквивалентен трехлитровому «атмосфернику». Это, конечно, грубая арифметика, но идея именно такова.
🔎 Принцип работы и устройство центробежного нагнетателя
Подобные нагнетатели в тюнинге получили в настоящее время наибольшее распространение. По своей конструкции они наиболее близки к турбонаддуву, поскольку имеют одинаковый принцип нагнетания воздуха. Разняться лишь способы привода. Работа осуществляется следующим образом.
Основная деталь центробежного нагнетателя – рабочее колесо, или крыльчатка. Она имеет довольно сложную конусообразную форму. Лопатки крыльчатки играют самую главную роль. От того, насколько правильно они спроектированы и изготовлены, зависит результирующая эффективность всего нагнетателя.
Принцип работы центробежного нагнетателя состоит в следующем: воздух, пройдя по сужающемуся воздушному каналу в нагнетатель, попадает на радиальные лопасти крыльчатки. Лопасти закручивают и отбрасывают его центробежной силой к периферии кожуха, где имеется диффузор. Зачастую диффузор имеет лопатки, призванные снизить потери давления. Далее воздух выталкивается в окружной воздушный туннель (воздухосборник), который чаще всего имеет улиткообразную форму.
Такая конструкция создает необходимое давление воздушного потока на выходе из нагнетателя. Дело в том, что внутри кольца воздух поначалу движется быстро, и его давление мало. Однако в конце улитки русло расширяется, скорость воздушного потока понижается, а давление увеличивается. Так создается необходимый подпор для накачки цилиндров «спрессованной атмосферой».
В силу самого принципа работы у центробежного нагнетателя есть один недостаток. Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться не просто быстро, а очень быстро. Фактически производимое центробежным компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. Скорости могут быть 40 тысяч об/мин и более, а для высоконапорных компрессоров дизелей они приближаются к цифре 200 тыс. об/мин. И поскольку привод осуществляется от коленвала посредством ременной передачи на шкив турбины, шум от такого устройства довольно сильный. Хотя многим именно этот характерный свист греет душу.
Высокие рабочие обороты накладывают особые требования на качество используемых материалов и точность изготовления. К минусам самого принципа нагнетания можно также отнести некоторую задержку в срабатывании, хотя нужно отметить, что эта задержка не столь заметна, как у турбонагнетателей.
И еще одно замечание. Как правило, центробежный нагнетатель дает прибавку на довольно высоких оборотах двигателя. Сначала давление нарастает медленно, но затем, с увеличением оборотов, довольно резко возрастает. Эта особенность делает центробежные нагнетатели наиболее пригодными для тех случаев, когда более важно поддержание высоких скоростей, а не интенсивность разгона.
❗ Центробежные нагнетатели воздуха для автомобиля очень популярны. Сравнительно низкая цена и простота установки способствовали тому, что компрессоры этого типа почти вытеснили другие и стали популярны в тюнинге автомобилей.
🔎 Нагнетатели воздуха типа ROOTS
Компрессоры типа «Рутс» относятся к классу объемных нагнетателей. Конструкция их довольно проста и более всего напоминает масляный шестеренчатый насос двигателя. В корпусе овальной формы вращаются в противоположные стороны два ротора, имеющие специальный профиль. Роторы насажены на оси, связанные одинаковыми шестернями. Между самими роторами и корпусом поддерживается небольшой зазор.
Основное отличие этого метода нагнетания в том, что воздух сжимается не внутри, а как бы снаружи компрессора, непосредственно в нагнетательном трубопроводе. Именно поэтому их иногда называют компрессорами с внешним сжатием.
Главным минусом такого способа нагнетания является то, что, раз процесс сжатия воздуха осуществляется вовне компрессора, его эффективная работа возможна лишь до определенных значений наддува. Как бы точно ни были выполнены детали компрессора, с ростом давления в нагнетательном трубопроводе увеличивается просачивание воздуха назад, и его КПД ощутимо снижается. Увеличивая скорость вращения роторов, можно несколько снизить утечки воздуха, но это возможно лишь до определенных пределов. Далее мощность, затрачиваемая на вращение самого нагнетателя, может превысить добавочную мощность двигателя.
Еще один существенный недостаток. В компрессорах подобного типа при выдавливании несжатого воздуха в сжатый в нагнетательном трубопроводе создается турбулентность, способствующая росту температуры воздушного заряда. То есть, наряду с обычным ростом температуры от непосредственно повышения давления, в рутс-компрессорах происходит дополнительный нагрев. В этой связи подобные нагнетатели в обязательном порядке оснащаются интеркулерами.
Шум от работы объемных компрессоров не столь сильный, как у центробежных, и имеет несколько иную тональность и при этом, в отличие от центробежных, механические нагнетатели типа ROOTS эффективны уже на малых и средних оборотах двигателя. Эта особенность рутс-компрессоров сделала их наиболее пригодными для дрегрейсинга, где ценится прежде всего именно динамика разгона. Другой плюс – относительная простота конструкции.
❗ Малое количество движущихся частей и малые скорости вращения делают эти механические нагнетатели одними из самых надежных и долговечных. Однако сложность в изготовлении и установке, а значит, и высокая цена несколько снизили их рыночную популярность. В России такие нагнетатели в силу дороговизны не столь популярны.
➕ Плюсы и минусы использования механических нагнетателей ➖
Многие считают, что использование нагнетателей воздуха для ав
www.drive2.ru
Лада 2101 в сердцах [Я — легенда] › Бортжурнал › Суперчарджер (Нагнетатель) 1 часть… начало долгого и интересного пути
И так раскрою все карты, в предидущем блоге www.drive2.ru/cars/lada/2…/288230376152207271/#post я рассказывал о компрессоре кит, который зарезервировал на сайте, я отклонил заявку так как мне подвалил более дешёвый и покачественней нагнетатель от мерседеса компрессор е200, теперь дни мои будут сводиться к ночам а ночи к дням, сегодня была проделана большая работа:
—1.Разработал план по транспортировки АКБ в багажник.
—2.Приготовил и вырезал трафореты под посадочное место суперчарджера ( металический лист будет толщиной 1см).
—3.Решено было убрать старое посадочное место от АКБ для большего простора для ременной передачи со шкива нагнетателя до шкива коленчатого вала).
—4.Так же разработали план размещения и направления впускного колектора.
—5.Решено было изготовить проставку большей площади под карбюратор толщиной 1 см (для полной надёжной его фиксации).
—6.Обсудили и решили какие шкивы ставить (двойные, для одинарного ремня стандартного, и для 5и полосного, аналогичному шкиву на нагнетателе.
—7.Так же приняли решение ставить сверху карбюратора не кастрюлю стандартную, а от москвича, с удлинением его в сторону левой фары, на конец патрубка будет установлен фильтр нулевого сопротивления ( в дальнейшем интеркуллер).
—8.Для регулировки натяжения и колибровки ремня было решено в листе на котором будет прикручен нагнетатель после горизонтальной колибровки размерим и проделаем ещё одно продолговатое отверстие, чертёж приблизительный как доделаю выложу.
—9.Шланг сапуна будет удленнён.
—10.Штопливный шланг тоже подвергнется замене на более длинный
—11.И соответственно трос подсоса топлива будет заменён на нивский.
~Принцип работы суперчарджера (Нагнетателя)
Она основана на всасовании воздуха прямиком из карбюратора уже готовая смесь идёт в лопасти где преобразуется вихревое давление, кстати очень высокое, и под большим давлением где то 0.7 бара на 5500 оборотах в впускной колектор…
~Результ: Никакого вреда двигателю, расход увеличивается на 1 литр, но и по мере ритма езды, на 5500 оборотах выдаёт 120 л.с…и это не придел…
~Нагнетатель — компрессор для предварительного сжатия воздуха или смеси воздуха с топливом, поступающих в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. В итоге из-за более высокой суммарной калорийности поступающей в цилиндры топливо-воздушной смеси, повышается мощность двигателя.
~Нагнетатель впервые был установлен на автомобиль немецким инженером Готтлибом Даймлером в 1885 году. В 1902 году Луи Рено запатентовал свою конструкцию нагнетателя.
~Нагнетатели нашли широкое применение в поршневых двигателях внутреннего сгорания для ситуаций, где требуется повышенная удельная мощность — в гоночных автомобильных и авиационных двигателях.
—Суперчарджер
~Суперчарджер (компрессор Рутса) — механический нагнетатель, который имеет привод от коленчатого вала через ремень. В этом состоит их главное отличие от турбонагнетателя, который использует энергию выхлопных газов. С помощью механического нагнетателя можно получить прибавку в мощности до 50 %, несмотря на то, что некое количество лошадиных сил идёт на сам привод нагнетателя. Преимущество суперчарджеров перед турбонаддувом в том, что они начинают работать при холостых оборотах, а турбина начинает нагнетать воздух после того как поднимется давление выхлопных газов.
У компрессора два явных преимущества перед атмосферным впуском.
Первое. Как понимаете, мощность двигателя напрямую зависит от его объема. Ведь чем больше объем двигателя, тем большее количество топливовоздушной смеси входит в него во время такта впуска, и при сгорании смеси производится большее количество энергии. А компрессор, по сути механический нагнетатель, как раз при неизменном, стандартном объеме двигателя автомобиля позволяет «затолкать» большее количество топливовоздушной смеси, которая, сгорая, и будет давать дополнительную мощность, так как будто бы Вы увеличили объем двигателя.
Второе. Дело в том, что в цикле работы двигателя есть так называемая «фаза перекрытия», в конце фазы выпуска, когда полуоткрыты впускные и выпускные клапана. Зачем она нужна, спросите Вы — я отвечу, чтобы наиболее полно очистить камеру сгорания двигателя от остаточных газов. Ведь при содержании отработанных газов в топливовоздушной смеси около 40% делается невозможным сгорание смеси. А с компрессором как раз резко возрастает эффективность продувки камеры сгорания во время этой фазы перекрытия.
Что мы имеем в результате? Компрессор как бы увеличивает объем двигателя и эффективно влияет на «свежесть» смеси, подаваемой на впуске! На практике при установке на стандартный двигатель возможно увеличение мощности от первоначальной на 15-30%, в зависимос
www.drive2.ru
Приводной нагнетатель (компрессор) — DRIVE2
Механический приводной нагнетатель (компрессор) позволяет увеличить мощность двигателя до 50 %. Основное преимущество механических нагнетателей перед турбокомпрессорами — равномерное увеличение мощности вне зависимости от оборотов.
Для увеличения мощности двигателя используют два основных вида нагнетателей — турбокомпрессор, работающий от энергии потока выхлопных газов, и механический компрессор с приводом от коленчатого вала.
История появления нагнетателей компрессорного типа
Идея установки нагнетателя для увеличения подачи мощности двигателя принадлежит немецкому инженеру Готтлибу Даймлеру. Впервые он установил компрессор на автомобиль собственной разработки в 1885 году. Первый патент на оригинальную конструкцию нагнетателя воздуха для двигателя внутреннего сгорания оформил в 1902 году Луи Рено.
Турбокомпрессоры применялись для повышения мощности двигателей внутреннего сгорания еще на этапе развития этого вида технологий. Запатентованный американцем Альфредом Бюхи в 1911 году турбокомпрессор на заре своего развития сыграл значительную роль в военной авиации – турбированные бензиновые двигатели ставились на истребители и бомбардировщики для повышения их высотности. vk.com/v_korche Свое применение в автомобильном дизелестироении технология нашла относительно недавно. Первым серийным автомобилем с турбированным дизелем был появившийся в 1978 г. Mercedes-Benz 300 SD, а в 1981 г. за ним последовал VW Turbodiesel. В дальнейшем применение механических нагнетателей пошло двумя параллельными путями. Первыми их ценность признали инженеры, занимавшиеся постройкой дизельных двигателей, для которых характерна высокая степень сжатия, и требуется принудительное нагнетание воздуха, то есть в двухтактных дизелях, или там, где требуется повышенная удельная мощность. Вторая ветвь развития — установка в гоночные автомобили для получения избыточной мощности.
История автомобилестроения насчитывает большое количество видов приводных нагнетателей, или компрессоров. Но в настоящее время чаще всего используются три типа: винтовые, роторные и центробежные. Наиболее традиционно использование приводного нагнетателя для американской и немецкой промышленности, тогда как японцы, к примеру, тяготеют к использованию турбокомпрессоров.
Отличие приводного нагнетателя от турбокомпрессора
Приводные нагнетатели и турбокомпрессоры выполняют одну и ту же функцию — нагнетают воздух под давлением в камеру сгорания. Однако при этом они имеют совершенно разную конструкцию привода, и по-разному влияют на характер работы двигателя.
Вращающей силой турбокомпрессора является поток отработанных газов двигателя, а нагнетателя — механическая сила вращения коленчатого вала, которая передается на вал коленчатого вала при помощи шкива и приводного ремня.
Принцип увеличения мощности при помощи приводного нагнетателя
Приводной нагнетатель или турбокомпрессор доставляет в цилиндры силовой установки дополнительный воздух. Система управления двигателем, запрограммированная на приготовление оптимального состава рабочей смеси, увеличивает при этом подачу топлива. Сгорая, такой состав выделяет значительно больше энергии, а значит мощность двигателя увеличивается.
Производительность компрессора зависит от частоты вращения двигателя, поэтому он позволяет обеспечивать необходимый наддув в каждый конкретный момент работы силовой установки.
Устройство и принцип работы роторного компрессора
Говоря об особенностях роторных компрессоров, следует отметить простоту их конструкции, долговечность и положительную зависимость между частотой вращения роторов и меняющимися режимами работы двигателя.
В рабочей полости нагнетателя не происходит сжатия воздуха, поэтому для такого типа компрессоров принято название «с внешним сжатием». vk.com/v_korche При равных отношениях давлений нагнетания и всасывания, роторный компрессор достаточно эффективен, его КПД начинает падать с увеличением давления на впуске.
Состоит роторный компрессор из корпуса с поперечно расположенными впускным и выпускным окнами, двух роторов, приводных и синхронизирующих шестерней и шкива.
Роторы имеют спиральную форму. Это несколько улучшает равномерность наддува и снижает шум работы компрессора. Клиновидная форма окон корпуса нагнетателя способствует уменьшению пульсации давления воздуха. С этой же целью используются, вместо двухзубчатых, трехзубчатые роторы.
К недостаткам роторных компрессоров относятся сильный нагрев при работе, повышенный шум, пульсирующее давление нагнетания и прямая взаимосвязь КПД устройства и степени его изношенности.
В зависимости от конструктивных особенностей, роторные компрессоры создают положительное давление 0,5-0,6 бара и широко используются на легковых автомобилях.
Устройство и принцип работы винтовых компрессоров
Приводные нагнетатели винтового типа компактны, особо надежны и высокопроизводительны.
В конструкцию винтового компрессора входят два ротора. Они имеют форму колеса, на котором с большим углом наклона расположены спиральные зубья. Синхронизирующие шестерни, находящиеся на валах ротора, не допускают соприкосновения зубьев роторов с корпусом и между собой.
Количество зубьев роторов зависит от количества зубьев шестерней, установленных на их валу. В винтовом компрессоре ротор с впадинами является распределительным, а профили этих выемок полностью соответствуют профилю зубьев роторов.
Компрессоры винтового типа обеспечивают диагональное движение нагнетаемого воздуха в проточной части. vk.com/v_korche Большая скорость вращения устройства позволяет значительно снизить его габариты, а высокое давление воздуха дает возможность устанавливать такой тип приводного нагнетателя на самые скоростные и мощные автомобили.
Главными достоинствами винтовых компрессоров считаются их сбалансированность, надежность и чистота нагнетаемого воздуха, в котором отсутствуют примеси масла.
Однако, сложная форма роторов и их массивность являются причиной высокой стоимости винтовых компрессоров. Помимо этого, при внутреннем сжатии воздуха, возникает высокочастотный шум, что является несомненным недостатком.
Винтовые компрессоры обладают высоким КПД — более 80% — и создают давление около 1-го бара.
Последствия поломки приводного нагнетателя
Поскольку приводной нагнетатель относится не к основным узлам автомобиля, а, скорее, к категории тюнинга, выход компрессора из строя не грозит двигателю серьезными поломками.
Из-за уменьшения объема поступаемого в цилиндры топлива, снижается мощность двигателя. В случае износа деталей компрессора его необходимо отремонтировать или заменить.
www.drive2.ru
Supercharger — механический нагнетатель
Понятие, плюсы и минусы механического нагнетателя Supercharger
Механический наддув – это процесс увеличения давление некой смеси на впуске двигателя для повышения массы горючей смеси в цилиндре для увеличения мощности относительно единицы объема двигателя.
Supercharger (cуперчарджер) также известный как компрессор Рутса — это механический нагнетатель использующий для собственного привода энергию коленчатого вала. Он является основным элементом механического наддува.
Главным функциональным плюсом cуперчарджера является то что он может закачивать воздух на минимальных оборотах, абсолютно без задержки, при этом рост силы наддува строго пропорционален оборотам двигателя.
Главным же минусом cуперчарджера является то что он обирает часть мощности двигателя на собственный привод.
На данный момент механические нагнетатели практически не используются. Их место заменили турбонагнетатели (турбокомпрессоры). За редким исключением их продалжают устанавливают на легковые автомобили, если необходимо сделать разбег по мощности, дабы не изменять конструкции двигателя.
В среднем применение механического нагнетателя обеспечивает увеличение мощности двигателя до 50%, а крутящего момента на 30%. При этом механический нагнетатель отличают существенные потери мощности двигателя из-за затрат энергии на его привод. В разных механических нагнетателях они могут составлять до 30%.
Виды конструкций механического нагнетателя делятся в зависимости от типа привода.
- Прямое крепление нагнетателя к фланцу коленчатого вала называют прямым приводом;
- Ременной привод – характеризуется различными вида привода при помощи ремней. Делится на:
- Зубчатый
- Клиновой
- Плоский
- Зубчатая передача через цилиндрический редуктор
- Цепной привод;
- Электрический привод подразумевает под собой использования для привода электродвигателя.
Данный вид привода естественно является наиболее энерго-затратным и требует большей мощности для аккумуляторов, но при этом он не снижает мощности двигателя.
Механический нагнетатель можно условно поделить на такие виды как:
- Объемные
- Кулачковый – Roots, Eaton (Рутс, Итон)
- Винтовой — Lysholm
- Центробежные
Объемные нагнетатели
Объемные нагнетатели получили свое название из-за того что принцип их работы заключается в простой перекачке определенного объема воздуха без сжатия.
Кулачковый нагнетатель
Кулачковый нагнетатель является самым первым и от того самым старым и проверенным типом наддува. Его история развития стартовала 1859 году с работы двух талантливых братьев под фамилией Рутс (Roots). Изначально его использовали как промышленный вентилятор для продувки помещений. Чуть позже он получил широкое применение из-за своей простоты. Две помещенные в общий кожух прямозубые шестерни вращаются в разных направлениях, при этом перекачивая определенный объем воздуха от впускного до выпускного коллектора.
Спустя 90 лет другому американскому ученому Итону пришло в голову, как можно усовершенствовать конструкцию. Прямозубые шестерни заменили на косозубые роторы, и воздух стал перемещаться вдоль, а не поперек как это было раньше. С того времени усовершенствование нагнетателей этого типа идет по пути увеличения количества зубчатых лопаток (косозубых роторов). В первоначальной модели Итона «Eaton» их было две, а теперь сложно встретить меньше четырех. Основными функциональными недостатками нагнетателей типа Рутс является:
- Неравномерная пульсационная подача воздуха создающие периодический недостаток давления. Увеличение количества зубчатых-лопастей и изменение формы впускного и выпускного окна компрессора на треугольное, позволяет свести этот недостаток к минимуму. К тому же эти конструктивные решения помогают сделать работу компрессоров Рутса намного тише и равномернее.
- Во время выдавливания несжатого воздуха в трубопровод где находиться сжатый воздух, создается турбулентность, которая способствует росту температуры заряда воздуха. Это отрицательно сказывается на производительности ухудшая показатели калорийности топливной смеси из-за менее полного сгорания. Данная проблема коленчатых компрессоров решается установкой инкулера.
Развитие машиностроение позволило полностью оценить плюсы и минусы нагнетателей Рутса и получить из них максимум производительности.
Плюсы компрессоров Рутс:
- Компактность
- Простота конструкции
- Долговечность
- Эффективность на малых оборотах
- Низкий уровень шума
Винтовой нагнетатель
Винтовой нагнетатель (Lysholm) также как и компрессор «Рутса» относится к объемно-роторным нагнетателям и в своей работе использует те же принципы, но в отличии от своего более раннего коллеги рабочую нагрузку в нем исполняют пара роторов с взаимодополняющими профилями. На английском винтовой нагнетатель называют Lysholm в честь его изобретателя Альфреда Лисхольма, который в 1936 году изготовил и запатентовал на него права.
Принцип работы компрессора Lysholm
- Начиная встречное взаимное движение, пара роторов захватывает воздух.
- Вдоль роторов воздух порциями проталкивается вперед попутно сжимаясь.
Следовательно, на выпуске окна компрессора не возникает турбулентности, как у компрессоров «Рутса». Это является главным отличием от роторно-шестеренчатых нагнетателей. Подобная схема работы обеспечивает стабильно высокую эффективность на всех уровнях нагрузки.
Плюсы компрессоров «Лисхольм»:
- Высокий КПД (70%)
- Надежность
- Компактная конструкция
- Низкий уровень шума.
Главным и единственным минусом компрессоров «Лисхольм» является очень слона форма роторов, из-за чего их производство является очень затратным и как следствие сам компрессор очень дорогой. Поэтому он не встречается в серийных авто и его производят очень мало компаний.
Центробежный нагнетатель
ентробежный нагнетатель получил на данный момент наиболее широкое применение среди всех механических нагнетателей. Главным образом его, используют в компоновке турбонаддува и реже как самостоятельное устройство наддува. Центробежный нагнетатель аналогичен турбонаддуву в плане нагнетания воздуха. Его основной деталью, как и у турбокомпрессора является крыльчатка. У этой детали весьма сложная в исполнении конусообразная форма и от того насколько правильно она спроектирована и сделана зависит КПД всего нагнетателя.
Принцип действия центробежного нагнетателя:
- воздух проходит по воздушному сужающемуся каналу и раскручивает лопасти крыльчатки.
- Раскрученные лопасти, ведомые центробежной силой, отбрасывают воздух на периферию кожуха.
- Там установлен диффузор, снижающий потери давления. Порой он имеет лопатки с регулируемым углом атаки.
- Через диффузор воздух выталкивается в воздушный окружающий туннель (иначе воздухосборник) в форме улитки. Данная форма не случайна. Поток воздуха движется по каналу, который изначально был узким, а под конец стал широким, тем самым меняется скорость и давление воздушной массы на необходимые.
Главный недостаток центробежного компрессора связан с базовым принципом, который приводит его в действие. Для работы ему необходимо огромная скорость вращения крыльчатки. Давление производимое компрессором равно квадрату скорости крыльчатки. Поэтому базовая скорость компрессора начинается от 40 тысяч оборотов за минуту и может достигать 200 тысяч. Понятно что для разгона на такую скорость ремень привода должен работать крайне быстро. Из-за чего от работы этого наддува появляется очень сильный шум и детали подвергаются быстрому износу. Частично проблема шума решается установкой дополнительного мультипликатора, при этом теряя часть КПД механического нагнетателя.
Огромная нагрузка накладывает высокие требования на качество материалов и точность обработки деталей нагнетателя.
К еще одному минусу данного механического нагнетателя можно отнести его инерционное действие, проявляющий себя в отставании срабатывании. На малых оборотах его эффективность ничтожна, но при увеличении оборотов происходит быстрый скачек в мощности. Из-за данной особенности центробежный нагнетатель устанавливают на машины, где требуется высокая мощность и скорость, взамен интенсивности разгона.
Плюсы центробежного нагнетателя:
Низкая цена и простота установки центробежного нагнетателя сделали его очень популярным среди автолюбителей.
Минусы центробежного нагнетателя:
Повышенный износ, шум и эффективность прибавки мощности исключительно на высоких оборотах.
Спиральные компрессоры (нагнетатели)
Леон Креукс в 1905 году подал заявку на патент для создания паровой машины, которая в процессе 10 лет доработки превратилась в компрессор с двумя спиральными витками, восьмью струями вместо четырех, внешней и внутренней камерой расположенными по бокам с разворотом в 180 градусов. Но на тот момент думать о массовом производстве компрессоров было очень рано. Не было материалов способных выдержать рабочую температуру и оборудования для точной обработки деталей. Последнее является решающим фактором, поскольку любая погрешность в изготовлении деталей, качестве или структуре поверхности могла привести к значительной потери КПД, быстрой поломке всего двигателя и нагнетателя в частности. Из-за этого его применение в машиностроении началось гораздо позднее.
Компания «Volkswagen» в середине 80-х годов начала активно экспериментировать с необычными спиральными компрессорами наиболее известными как G-lader устанавливая их на модели «Golf», «Passat», «Polo», «Carrado». Хотя сейчас это направление ею уже свёрнуто, работа инженеров VW в нем никогда не будет забыта. Их наработки продолжает использовать ряд (преимущественно немецких) производителей устанавливая спиральные компрессоры в свои авто.
Преимущества спирального компрессора:
- Высокий КПД -76%
- Хорошие уплотнения и как следствие хорошая отдача на малых оборотах.
- Низки уровень шума
Поршневые компрессоры
Одна из самых распространённых схем среди обычных воздушных компрессоров является поршневые компрессоры (нагнетатели). На данный момент они совершенно не используются в автомобиле строении, в отличие от судоходства, где устанавливаются почти на все крупные судна. Основным действующим элементом поршневого компрессора как это ни странно звучит, является поршень. При движении в нижнюю мертвую точку (НМТ) он выталкивает весь находящейся под ним сжатый воздух.
Шиберные (лопастные) компрессоры (нагнетатели также известные как ротационно пластинчатые компрессоры)
Говоря о незаслуженно забытых видах компрессорах, стоит обязательно упомянуть шиберные (лопастные) компрессоры – прекрасные в своей простоте конструкции и принципе действия апараты.
Устройство лопастного компрессора
В корпусе компрессора находится ротор чей размер составляет ¾ от внутреннего размера корпуса. Он смещен в одну из сторон относительно середины пары отверстий растянутых по всей длине цилиндра. На роторе нанесены несколько продольных канавок, в которые помещены лопатки. При вращении ротора воздух сначала засасывается в одну из долей (промежуток между лопатками), в момент когда лопасти выдвигаются повинуясь центробежной силе, а затем сжимаются по пути подхода к выпускному отвествию.
Плюсы лопастного компрессора (нагнетателя)
Качественно изготовленные лопастные компрессоры могут создавать весьма и весьма большое давление. Если сравнивать их с теме же компрессорами Рутс у них на 50% больше мощности, меньше шумность, выше КПД, меньше потери воздуха и его температура. К тому же они меньше отбирают мощности двигателя.
Минусы лопастного компрессора
Из-за свой конструкции лопастной компрессор имеет огромную фрикционную нагрузку между корпусом и шиберами (лопастями). Со временем эксплуатации нагнетателя, увеличивался износ и потери воздуха, КПД существенно уменьшалось. Из-за этого лопастные компрессоры приходилось делали габаритными и низкооборотными. Что являлось недопустимо для развития машиностроения. О них стали отказывается и по не многу забывать. По пришествию долгих лет металлообрабатывающая отрасль шагнула далеко вперед. Появились новые материалы и технологии высоко-точной обработки, конструкторы стали задумывается о применении старых технических решений, которые ранее не нашли применения в жизни. Возможно, в скором будущем лопастные компрессоры вернутся в массовое производство.
turbokom.ru
Приводные нагнетатели — журнал За рулем
«Мото» начинает цикл материалов о наддувных силовых агрегатах. И если с первого взгляда их количество ничтожно мало, то это только с первого. Со второго становится понятно, что мы уже одной ногой в плотном мирке моторов с принудительным кормлением.
000_MOTO_1110_072
К преимуществам центробежников можно отнести простоту конструкции, компактность и малый вес. А также отсутствие жесткой необходимости применения интеркулеров, ибо греют воздух они намного меньше, чем лопастные нагнетатели и турбокомпрессоры.К преимуществам центробежников можно отнести простоту конструкции, компактность и малый вес. А также отсутствие жесткой необходимости применения интеркулеров, ибо греют воздух они намного меньше, чем лопастные нагнетатели и турбокомпрессоры.
Идея увеличить мощность мотора, затолкав в него дополнительную порцию воздуха и топлива, стара как мир. И достичь этого можно, если создать на пуске давление больше атмосферного. Именно для этого и применяют нагнетатели. Их множество моделей, но в «Мото» №№ 8 и 9 (Horex и я со своей бешеной «голдой») мы говорили о центробежных. Если кратко, это высокоскоростные вентиляторы, а если образно — «пацанские пылесосы».
Сама идея принудительного нагнетания воздуха в цилиндры была предложена вскоре после изобретения самого ДВС. Уже в 1885 году Готтлиб Даймлер получил немецкий патент на нагнетатель. Идея заключалась в том, что некий внешний вентилятор, насос или компрессор нагнетает в двигатель увеличенный заряд воздуха. В 1902 году во Франции Луи Рено запатентовал проект центробежного нагнетателя. Но после выпуска нескольких автомобилей, все работы в этом направлении свернули — несовершенство технологий и материалов вываливало на чаши весов больше «против», чем «за». Аббревиатура ПЦН (приводной центробежный нагнетатель) укоренилась в обиходе мотористов в 30-е годы ХХ века — правда, только в авиации. Внедрение ПЦН позволило убить сразу двух зайцев: повысить удельную мощность и снизить падение мощности на больших высотах. (С ростом высоты плотность воздуха падает, соответственно, в движок его попадает меньше, и для сохранения мощности приходится загонять окислитель силком.) Все нагнетатели, устанавливаемые на двигатели внутреннего сгорания, по принципу работы можно разделить на две основные группы: центробежные и объемные. А по типу привода — на приводные (с приводом от коленвала) и газотурбинные (использующие энергию отработавших газов).
Что же такое ПЦН? Давайте окунемся в детство и вспомним юлу. Что будет, если на раскрученную юлу сверху плеснуть воды? Правильно, вода разбрызгается по сторонам под действием сил инерции (центробежной силы), а юла останется почти сухой. Так и в центробежном нагнетателе роль юлы выполняет крыльчатка, а роль воды — молекулы воздуха. Думаю, в детстве каждый заглядывал внутрь пылесоса и видел за решеткой отсека пылесборника странный диск с лопастями и гаечкой посередине. Это и есть простейший центробежный нагнетатель, только работает он на отсос, а не создание избыточного давления. А что будет, если подсоединить шланг к пылесосу, но с той стороны, откуда он выдувает воздух? А если его еще и внедрить во впуск двигателя…
Крыльчатка настоящего ЦН имеет довольно сложную конусообразную форму, а лопатки — сложный профиль и изгиб. От их геометрии зависит производительность и эффективность всего нагнетателя. (Скажем, чем больше диаметр крыльчатки, тем большее давление она может дать на тех же оборотах, но в то же время кушает больше мощности; или при увеличении количества лопастей растет давление, но падает производительность.) Воздух, пройдя по воздушному каналу в нагнетатель, попадает на радиальные лопасти крыльчатки. Лопасти отбрасывают его к периферии кожуха через тонкую щель. Там воздух тормозится в улиткообразном диффузоре, его скорость падает, а давление растет.
Фактически ПЦН — половинка уже привычного в мире авто турбокомпрессора, только вместо «горячей» (турбинной) части — механический привод от коленвала. В силу самого принципа работы у центробежного нагнетателя есть один существенный недостаток. Для эффективной работы крыльчатка должна вращаться не просто быстро, а очень быстро. Производимое центробежным компрессором давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. Соответственно, отсюда и основной недостаток центробежников: узкий рабочий диапазон. Но этот теоретическ
www.zr.ru
Всё про наддув! — DRIVE2
Наддув — самый доступный и простой способ увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. Теория проста: чтобы выросла отдача, нужно сжечь как можно больше топлива. Но для его горения необходим ещё и воздух. И если «налить» в цилиндры сколько угодно топлива проще простого (качай себе и качай мощным насосом), то с воздухом дело обстоит сложнее — для него тоже нужен своеобразный насос. И роль такого агрегата в двигателях играют нагнетатели. Вне зависимости от его типа, оснащённый наддувом двигатель обладает большей мощностью и крутящим моментом, чем аналогичный атмосферник. Почему это возможно, какие существуют конструкции и какие побочные эффекты имеет наддув? Рассказываем в нашей справке по современным системам.
.
История наддува
Впервые техническая идея загнать в автомобильный двигатель больше воздуха с помощью энергии вращения коленвала пришла в голову Готтлибу Даймлеру в 1885 году, а в 1905 году швейцарец Альфред Бюхи получил патент на аналогичную систему, работающую уже от энергии выхлопных газов. Но до реализации этих решений в автомобилях прошло некоторое время — первый серийный легковой автомобиль «наддули» с помощью приводного нагнетателя в 1921 году — им стал Mercedes-Benz. Турбонагнетатели же стали получать распространение в авиационных двигателях 1920-х годов, так как там было особенно важно справляться с потерей мощности по мере набора высоты, где плотность воздуха становится меньше. Вскоре газовые нагнетатели нашли своё применение и в грузоперевозках — прибавка в крутящем моменте оказалась для дизелей судов и локомотивов очень кстати. Первой легковушкой с турбонагнетателем под капотом стало купе-хардтоп Oldsmobile Jetfire с 215-сильным V8.
Точно такой же мотор Oldsmobile без турбины выдавал в то время 155-195 сил в зависимости от степени форсировки. Но важнее другое: тяга даже 195-сильного атмосферника ограничивалась 300 Н·м, тогда как турбокупе выдавало все 410. Если у атмосферных моторов существует практически прямая зависимость между объёмом камеры сгорания и максимальным крутящим моментом, то наддувные агрегаты такого недостатка лишены — по-разному конфигурируя систему, инженеры могут добиваться очень впечатляющей прибавки тяги при неизменном объёме.
Вскоре турбина появилась и на Chevrolet Corvair Corsa (расположенный сзади 6-цилиндровый оппозитник воздушного охлаждения с наддувом был лишь одним из необычных технических решений этой экзотической машины), а после подоспели и европейцы в лице Porsche (911 Turbo в 1975 году) и Saab (99 Turbo 1978 года). А вот с наддувным дизельным седаном всех опередил производитель из Старого Света — в 1978 году появилась версия 300SD лимузина Mercedes-Benz W116. Вскоре дизельные автомобили приобрели в Европе огромную популярность, а турбонаддув стал неотъемлемой частью конструкции легкового дизеля. Существуют и грузовые дизели с приводными нагнетателями, но по ряду технологических причин эта схема не получила широкого распространения в автомобилестроении.
Какие существуют виды наддува
К механическим видам наддува (обычно под наддувом понимаются именно механические схемы) относят приводной компрессор и турбокомпрессор. Приводной нагнетатель, как правило, располагается вдоль блока рядного двигателя или в развале V-образного блока и приводится от коленвала с помощью ременной передачи, прессуя воздух парой винтовых роторов или крыльчаткой. Турбина же приводится в действие вылетающими из цилиндров в коллектор под большим давлением выхлопными газами и утрамбовывает воздух на впуске крыльчаткой. Обычно турбина находится сразу за выпускным коллектором или непосредственно интегрирована в него — как, например, в современных моторах группы Volkswagen.
Отдельно можно выделить эксперименты производителей с электротурбинами. Они не отбирают мощность у двигателя и лишены газовой турбоямы, так как колесо компрессора вращает электромотор. Впрочем, к этой схеме у производителей до сих пор остаётся немало вопросов, и подробнее об этом можно прочитать в нашем материале Audi завтрашнего дня. Кроме механического, существует ещё безагрегатный наддув. Так называют повышение давления на впуске с помощью сочетания скорости движения и особой формы и размеров впускных патрубков. Избыточное давление такого типа является мерой дополнительного форсирования преимущественно спортивных атмосферных двигателей. Примером заводской реализации такой схемы может служить впускной тракт хэтчбека Porsche Panamera в особой версии GTS.
Как устроен турбонагнетатель
Конструкция турбонагнетателя проста: на едином валу находятся две крыльчатки, каждая из которых вращается в своём корпусе, называемом в народе «улитка». Одну крыльчатку (в так называемой горячей улитке) вращает поток выхлопных газов, а связанная с ней единой осью вторая крыльчатка в холодной части крутится и трамбует во впускной тракт забираемый с улицы воздух. Таким образом, чем выше обороты работы двигателя, тем больше он вырабатывает газов и тем больше воздуха впоследствии получает. Идеальный замкнутый круг с бесконечным потенциалом повышения мощности?
Современные турбокомпрессоры имеют практически нелимитированный потенциал увеличения мощности двигателя. Ограничителем обычно выступает механическая прочность вращающихся и движущихся деталей силового агрегата, а также баланс итоговых характеристик мотора и здравый смысл. Ввиду меньшего КПД и ряда технических особенностей приводные нагнетатели позволяют увеличивать мощность не так эффективно.
Но всё не так просто. Во-первых, шатунно-поршневая группа каждого мотора рассчитана на определённые нагрузки, и превышение их приведёт к разрушению двигателя. Во избежание бесконтрольного роста давления наддува в горячей части нагнетателя предусмотрена специальная калитка-клапан под названием «вейстгейт» (в переводе — клапан для излишков), которая открывается с помощью пневматики или сервопривода при достижении пикового расчётного давления в системе. В результате «лишние» газы просто идут в обход турбинного колеса прямиком в выхлопной тракт и не раскручивают компрессор сверх меры. Как правило, в моторах есть и ещё одна страховка от «передува» — при превышении критического порога давления блок управления двигателем ограничивает увеличение подачи топлива на безопасной отметке, и мотор перестаёт производить слишком много выхлопных газов.
Но в защите нуждается не только поршневая группа, но и сам турбокомпрессор. Представьте, что он уже «надул» много сжатого воздуха во впускной трубопровод, а водитель внезапно закрыл дроссель — ударившись в такое препятствие, сжатый воздух направится искать себе другую дорогу и обязательно найдёт её в противоположном направлении, где находится только что спрессовавшее его колесо компрессора. Возникающая в таком случае на крыльчатку нагрузка называется помпаж и воздействует на турбонагнетатель самым деструктивным образом. Для стравливания излишнего воздуха в районе впускного патрубка или интеркулера в систему встраивается ещё один перепускной клапан, который отправляет воздух обратно на впуск перед турбок
www.drive2.ru
Электрический нагнетатель тоже тоже может работать — DRIVE2
Эту тему хочу написать уже месяц, но предыдущие разы оканчивались неудачей: четыре раза самопроизвольно закрывался браузер, когда почти все было готово, а потом вообще накрылся windows! Но теперь-то ничего не помешает))))
Итак, на просторах интернета (даже на форуме владельцев Porsche Cayenne) часто заводят дискуссии по поводу возможности увеличения мощности с помощью электрического компрессора, при чем есть как сторонники так и противники этого.
Совсем недорого можно найти вот такой вариант:
Чем-то напоминает фен без ручки по принципу действия. Есть еще в форме турбины:
но избыточного давления такие приспособления создать скорее всего не смогут, зато на youtube можно найти вот такие фэйковые видео, что он давит как надо)))
Но мы ведь знаем, что на формулу-1 с 2014 года тоже ставят электрический наддув, и там он работает как надо!
Электромотор установлен на одном валу с турбиной, позволяет избавиться от турболага на низких оборотах. При этом мотор объемом 1,6 литра наделяется неистовой мощью всегда! В отличие от полутора литровых V- образных 6-ти цилиндровых предков, устанавливаемых в 80-х годах, которые были очень быстры на скоростных трассах, но из-за турболага соперники с атмосферными моторами на извилистых трассах были быстрее. Есть несколько вариаций, но принцип один.
Вот рецепт для создания мощного мотора, но на гражданских авто такую схему пока не применяют в первую очередь из-за дороговизны замены этого узла. Но автопроизводители не сидят, сложа руки, предлагая внедрять электрический наддув в другом виде. Недавно компания Valeo заявила, что будет поставлять электрические компрессоры для серийных машин.
24 В или 48 В в зависимости от модификации (кстати на новых BMW 7 и Audi A8 бортовая электроника будет работать именно при таком напряжении). Как заявляет компания, этот компрессор весит примерно 4 кг, развивает 70 тыс. оборотов/мин менее чем за 350 м/с! При этом электромотор не 100 Вт, как на игрушечных фенах, а 2 кВ.
Например, на дизельном моторе Audi схема будет выглядеть так.
Или вот так на бензиновых:
При чем, возможно данный 5-ти цилиндровый 2.5 литровый мотор попадет на Lamborghini Huracan (для китайского рынка). Заявленная мощность 600 лс! И этот заводской вариант развивает аналогичную мощность как APR stage 3 для 2.5 мотора. При этом крутящий момент 650 н/м, которому могут позавидовать дизели, доступен в диапазоне 3000–7000 об/мин!
Недавно Volkswagen также анонсировал литровый мотор с комбинацией турбины и электронаддува мощностью 272 лс!
Есть варианты гаражного тюнинга
А можно заморочиться и вообще установить серьезный наддув как на этой Хонде
Просто приделать фен:
Или вот на этом видео!
Малолитражка стает грозным street figterом))))
www.drive2.ru
Покупка механического нагнетателя — Лада 2114, 1.8 л., 2009 года на DRIVE2
Всем привет.
Рад обрадовать многих, что в моём ассортименте появился новый раздел: — Двигатель☭.
В этом разделе пока появится только несколько новых БЖ, которые вызваны покупкой (многим известный) компрессора ПК 23-1 на 0.5 бар.
Долго думал, стоит его брать или не стоит, но пока смотрел и всё изучал, наткнулся на продажу БУ компрессора на драйве, и дальше всё пошло как то само собой=)
Вообщем взял я его у пользователя yakof-f, который продал мне компрессор вместе с запасным широким ремешком, и новыми подшипниками (На широкий ремень менял бы полюбому, а тут он уже установлен+ запасной новый). Крыльчатка вся в поряде, всё довольно крепко сидит на своих местах. Не вижу повода, что бы еще раз не сказать большое спасибо ему, СПАСИБО )!
Ну а теперь, что касается этого компрессора и конкретно меня.
Взял БУ, т.к. видел хорошее состояние компрессора.
Переплачивать за новый не хотелось т.к. на БУ компрессоре могут испортиться только ремешки и подшипники, а в моём случае я купил уже с заменой их на новые.
Да и вообще если брать новый, то это уже не совсем дешевая доработка была бы, и было бы как то жалко отдавать за эту приблуду так много денег.
Взял именно этот компрессор (Т.е. ПК 23-1, а не турбину и т.д), дабы прибавить немного мощности при не больших затратах и простоте установки, снятия самого компрессора.
Компрессор мне нужен не для того, что бы наваливать всё время ( С ним думаю «Наваливать» это уж очень грозно звучит)), а для того что бы просто в нужный момент лучше ускорялась и вытягивала.
При смене 2-ух тонких ремней на компрессоре на 1 широкий, давление должно увеличиться до .05-06 реальных бар. Без этой доработки компрессор 0.5 не выдаст.
Думаю для начала мне этого хватит ;-), если строить больше, то уже кардинально и намного затратнее.
Для его нормальной работы сделано (Или будет сделано):
-Более менее нормальный выхлоп.
-Форсунки большей производительностью
-Самодельный пайпинг
-Самодельный кронштейн
-Клап.сброса лишнего давления
-ЭБУ Январь 7.2
-Обязательная прошивка
Дабы не делать кучу мелких записей, расскажу тут сразу о самодельном кронштейне к нему.
Порыскав в интернете, нашел кронштейн за 1800р. новый. БУ как то не встречался (Взял бы, да и новый взял бы, читаем дальше, поймёте)
Но т.к. хотелось скорее примерить и запустить компрессор на холостом ходу (Просто, не дуя в двиг), то было решено опять же не переплачивать и сварить свой кронштейн.
И тут началось.
Пошел к другу который варит, и давай с ним делать кронштейн.
За основу взяли металл толщиной 8мм., а боковушку (на чём будет держаться компрессор 6 мм.)
Вырезали, приварили, дырки просверлили и казалось бы всё, но нет(
То капот не закрывается из за него, то еще хуже, нет соосности по шкивам, следовательно ремень долго не проживёт, да и подшипники от перегрева.
Вообщем началась бешеная морока. Уже готов был пойти и купить новый кронштейн.
Но потом всё же решил доделать начатое дело.
И упорно с другом Александром Квачёвым, его отцем и братом, ковыряясь и подгоняя всё как надо у них во дворе, (А приезжая домой, получая так же советы и от своего отца), всё же сделали этот кронштейн общими усилиями. Спасибо всем вам большое=)
Вообщем вывод: Ребят, лучше купите кронштейн и не парьтесь.
Ну вот вроде всё, что хотел сказать. Следим, комментируем и т.д. =)
Всем спасибо!
www.drive2.ru
Нагнетатель воздуха
Автор admin На чтение 9 мин. Просмотров 450
Одной из основных задач, стоявших перед разработчиками с момента рождения ДВС, являлось повышение его мощности. Решение проблемы в лоб – увеличение количества цилиндров – приводит к росту массы и габаритов двигателя, а также вызывает другие сложности. Тем не менее, ещё на самых первых моторах был определен достаточно простой вариант увеличения мощности до пятидесяти процентов, при сохранении всех прочих характеристик силового агрегата. Добиться этого позволяет нагнетатель, обеспечивающий подачу дополнительного количества воздуха в двигатель авто.
Нагнетатель воздуха – зачем он нужен?
Для понимания места и роли нагнетателя воздуха необходимо вспомнить основы работы ДВС. В цилиндры двигателя авто поступает топливно-воздушная смесь (ТВС), сгорание которой и обеспечивает работу мотора. Соотношение между бензином и воздухом поддерживается на определенном уровне и зависит от режимов работы и нагрузки двигателя. Количество ТВС в цилиндре при обычных условиях ограничено его объемом, попадает она туда благодаря создаваемому разрежению на такте впуска, тогда мотор авто всасывает необходимое количество смеси.
Вот здесь и скрыта тонкость, позволяющая повысить мощность двигателя. Если в него подавать ТВС под давлением, то в тот же самый объем ее поместится гораздо больше, и значит, в процессе сгорания смеси выделится больше энергии и увеличится мощность, которую способен развивать силовой агрегат. Для увеличения объема воздуха, идущего в цилиндры двигателя авто, используется нагнетатель (компрессор). Так называется механизм для сжатия и подачи газа под давлением.
Дополнительным преимуществом может стать экономия топлива, т. к. необходимой мощности можно добиться от мотора меньшего объема.
Нагнетатель воздуха на авто – не все так просто
Однако использовать нагнетатель воздуха прямо в лоб оказалось достаточно затруднительно. Дело в том, что хотя мощность двигателя при этом увеличилась, но это создало ряд новых проблем, которые требовали своего решения для успешного внедрения наддува на авто. Одной из них явилось выделение значительно большего количества тепла при сгорании ТВС, из-за чего прогорали клапана, поршни, выходила из строя система охлаждения.
Другой особенностью стала повышенная вероятность возникновения детонации бензинового двигателя. Когда нагнетатель осуществляет дополнительную подачу воздуха в мотор, то возникающие в них при сжатии повышенные температура и давление могут вызвать детонацию, вследствие чего возможно разрушение двигателя, или как минимум, его преждевременный значительный износ. Избежать этого поможет использование высокооктановых видов топлива или декомпрессия, так по-другому называется уменьшение степени сжатия.
Новые виды горючего дороги, что увеличивает стоимость эксплуатации авто, а декомпрессия приводит к снижению выдаваемой мощности, т.е. теряется эффект от использования наддува воздуха.
Воздушный нагнетатель на авто – каким он бывает
Подачу воздуха в мотор можно осуществить разными вариантами, при которых используется внешний нагнетатель или складывающиеся условия в процессе движения. Исходя из этого, можно определить такие способы наддува:
- механический, когда на авто устанавливается механический нагнетатель, приводимый в действие от коленвала мотора;
- турбонаддув, когда предусмотрено использование турбо нагнетателя, приводимого в действие выхлопными газами;
- электрический, в этом случае в авто применяется электрический нагнетатель воздуха;
- «Comprex», при этом способе отсутствует приводной нагнетатель, а в цилиндры подача воздуха осуществляется с помощью выхлопных газов;
- комбинированный, при котором используются несколько различных схем, как правило, совмещают механический нагнетатель и турбонаддув.
Существуют и другие способы, обеспечивающие подачу воздуха в двигатель авто, но выше отмечены наиболее часто применяемые на машинах. На отечественных, кстати, в том числе семейства ВАЗ, подобные устройства серийно не устанавливались.
Механический нагнетатель на карбюраторный авто – варианты построения
Механический нагнетатель был создан одним из первых, почти после появления ДВС. Он связан непосредственно с коленвалом двигателя авто и начинает работать сразу же после его запуска, обеспечивая подачу воздуха пропорционально оборотам мотора. Это является несомненным достоинством, но такой нагнетатель для своей работы отбирает часть мощности двигателя.
Существует несколько самых распространенных вариантов построения подобных устройств, наиболее известные из них показаны на фото. Их конструктивные особенности рассмотрены ниже:
- Нагнетатель ROOTS. Первоначально это были две обычные шестеренки, вращающиеся в разные стороны, помещенные в замкнутый корпус. С течением времени они видоизменились до того, что представлено на фото. Работает такой нагнетатель достаточно просто – вращающиеся лопатки ротора создают воздушный поток от входа к выходу. Основной недостаток подобных устройств – подача воздуха осуществляется неравномерно, что приводит к пульсации давления. Кроме того, после прохождения устройства возникающая турбулентность воздуха вызывает его нагрев. К достоинствам надо отнести простоту, компактность, и надежность, низкий уровень шума.
- Нагнетатель LYSHOLM. Относится к аппаратам винтового типа. Работает подобное устройство аналогичным образом – воздушный поток создается вращающимися роторами. Благодаря малому зазору между ними, обеспечивается требуемое качество наддува. Главным отличием подобного устройства будет сжатие воздуха внутри корпуса. Однако сложности проектирования и изготовления таких изделий вызывают их высокую стоимость, что ограничивает их применение в массовом производстве авто.
- Центробежный нагнетатель. Является наиболее распространенным типом и применяется как самостоятельно, в виде компрессора, так и в составе турбо устройств. Вращающиеся лопатки захватывают воздух и отбрасывают его на периферию корпуса. Двигаясь вдоль корпуса, имеющего улиткообразную форму, воздушный поток на выходе приобретает необходимое давление.
Для того чтобы центробежный нагнетатель работал эффективно, его крыльчатка должна вращаться с высокой скоростью. Обеспечение такого режима работы связано с трудностями смазки подшипников и создания подобных условий. Однако простота и относительно низкая стоимость самих устройств, сделала их наиболее популярными среди других типов нагнетателей. Особенно часто они используются для тюнинга авто, в том числе и семейства ВАЗ.
Турбо нагнетатель воздуха
Такой подход к обеспечению мотора дополнительным количеством воздуха является наиболее популярным. Применяется он и для дизелей, и для бензиновых моторов. Принцип, на котором работает подобный нагнетатель, понятен из приведенного рисунка:
По сути дела, это комбинация двух устройств – турбины, использующей энергию выхлопных газов, и компрессора. Здесь надо сразу отметить, что режим турбо, применяемый для повышения мощности дизелей, применяется гораздо чаще, чем нагнетание воздуха в бензиновых двигателях. В них повышение давления ограничено появлением детонации, и введение режима турбо требует принятия специальных защитных мер.
Использование энергии отработанных газов связано с целым комплексом проблем, в первую очередь с применяемыми материалами. Лопатки турбины должны выдерживать температуру до тысячи градусов, и при этом скорость их вращения зачастую превышает десять тысяч оборотов в минуту. Однако режим турбо, при котором в дизель поступает дополнительный воздух, облегчает его работу.
Исходя из изложенных особенностей, наилучшим образом наддув турбо будет выполняться при высоких оборотах двигателя, когда турбина сильно раскручена. Другой особенностью такого режима является так называемое запаздывание. В момент резкого нажатия педали, пока сработает наддув в режиме турбо, проходит некоторое время, что и вызывает провал в характеристике.
Чтобы его обойти, применяются специальные технические решения. Одним из возможных вариантов будет применение двух нагнетателей турбо, один из которых работает на малых оборотах, а другой на высоких. Каждый из автопроизводителей по-своему решает эту задачу – кто-то использует мощный нагнетатель, обеспечивающий излишний приток воздуха на всех режимах, и при необходимости сбрасывает его излишки, кто-то применяет несколько маленьких нагнетателей вместо одного большого, кто-то реализует различные комбинации двух первых вариантов.
Если говорить о режиме турбо для бензиновых двигателей, то стоит отметить, что он максимально эффективен на впрысковых двигателях. Карбюраторный мотор может работать в режиме турбо, но ему необходима определенная доработка – установка жиклеров большего сечения, изменение уровня поплавковой камеры и ряд других мер. Тогда как для инжекторного двигателя все сведется к использованию новой прошивки.
Тем не менее, режим турбо зачастую реализуют и на старых машинах, в том числе и семейства ВАЗ, правда, в этом случае чаще всего применяют электрический наддув.
Электрический нагнетатель для двигателя автомобиля
Подобные системы, реализующие режим турбо, относятся к комбинированным. В них чаще всего используется электрический мотор, работающий совместно с центробежным нагнетателем. Достоинством такого подхода, когда привод выполнен как электро, является его универсальность. Он не связан напрямую с работой двигателя, как механический наддув, и электрический мотор можно использовать при любых условиях.
Благодаря такому приводу как электро, можно избежать провала в характеристике нагнетателя. На средних и малых оборотах мотора работает электрический нагнетатель, на высоких включается турбина и реализуется обычный режим турбо. Подобные возможности построения наддува с использованием такого привода как электро, привлекают внимание все более широкого круга автопроизводителей.
Стоит отметить, что нагнетатель электро является привлекательным для выполнения тюнинга авто, в том числе и семейства ВАЗ. На этом рынке есть (отличный от уже описанных) осевой электрический нагнетатель. По оси воздуховода ставится вентилятор (электро). Когда он работает, то усиленный поток воздуха направляется во впускной коллектор. Фактически, таким образом вентилятор (электро) обеспечивает наддув.
К достоинствам, которыми обладает подобный электрический нагнетатель, следует отнести простоту его реализации. Для создания такой системы наддува не требуется никаких технически сложных систем и устройств, обычный бытовой вентилятор (электро) зачастую справится с обеспечением подачи нужного дополнительного количества воздуха в цилиндры мотора.
Использование такой техники позволяет без особых затруднений провести тюнинг старых машин, например таких, как ВАЗ ранних годов выпуска.
Нагнетатель на ВАЗ
В данном случае проблему надо рассматривать несколько шире – речь зачастую идет не конкретно о каком-то автомобиле семейства ВАЗ, а вообще об улучшении атмосферного двигателя. Это достаточно сложная проблема, и она не имеет однозначного решения. Конечно, решаясь улучшить характеристики старого автомобиля, например какой-то модели ВАЗ или Москвича, при использовании штатного двигателя его мощность можно увеличить только с помощью наддува.
Однако это далеко не так просто сделать, как кажется с первого взгляда. Повышение мощности мотора ВАЗ, как и любого другого, должно сопровождаться дополнительными изменениями, обеспечивающими правильное использование подобного усовершенствования. В противном случае измененный двигатель очень быстро выйдет из строя.
В то же время благодаря тюнингу двигателя, старый ВАЗ или любой другой подобный автомобиль, может получить новую жизнь, тем более что сделать подобные улучшения достаточно просто и не слишком дорого. Гораздо проще грамотно и правильно поставить на ВАЗ нагнетатель воздуха, что обеспечит прирост порядка тридцати процентов мощности двигателя, чем заниматься полной переделкой мотора в поисках тех же самых тридцати процентов мощности.
Но это уже совсем другая тема, в том числе и в отношении старых автомобилей ВАЗ, и хотя она не менее интересна, ее рассмотрение надо проводить самостоятельно.
Использование дополнительного объема воздуха для обеспечения прироста мощности двигателей, в том числе и семейства ВАЗ, довольно известный и давно освоенный автостроителями прием. Он позволяет решить многие вопросы, связанные с получением большей мощности от сравнительно небольших моторов, правда, при соблюдении ряда правил. Но, тем не менее, этот подход достаточно широко применяется разработчиками различных марок авто.
Что еще стоит почитать
Компрессоры, вентиляторы, нагнетатели — оборудование Power Zone
1.0 Назначение
Power Zone Equipment, Inc. Политика конфиденциальности данныхПолитика, изложенная ниже, описывает персональные данные, которые может собирать Power Zone Equipment, то, как Power Zone Equipment использует и защищает эти данные, и кому мы можем их передавать. Эта политика предназначена для уведомления отдельных лиц о личных данных в целях соблюдения законов и нормативных актов о конфиденциальности данных юрисдикций, в которых работает Power Zone Equipment.
Power Zone Equipment призывает наших сотрудников, независимых подрядчиков, клиентов, поставщиков, коммерческих посетителей, деловых партнеров и другие заинтересованные стороны ознакомиться с этой политикой. Используя наш веб-сайт или отправляя личные данные в Power Zone Equipment любыми другими способами, вы подтверждаете, что понимаете и соглашаетесь соблюдать эту политику, а также соглашаетесь с тем, что Power Zone Equipment может собирать, обрабатывать, передавать, использовать и раскрывать ваши личные данные как описано в этой политике.
2.0 Персональные данные
Power Zone Equipment обязуется соблюдать все разумные меры предосторожности для обеспечения конфиденциальности и безопасности личных данных, собранных Power Zone Equipment. Во время использования вами нашего веб-сайта или посредством других коммуникаций с Power Zone Equipment, персональные данные могут собираться и обрабатываться Power Zone Equipment. Как правило, Power Zone Equipment собирает личную контактную информацию (например, имя, компания, адрес, номер телефона и адрес электронной почты), которую вы сознательно предоставляете при регистрации, запросе котировок, ответах на вопросы или иным образом для использования в наших коммерческих отношениях.Иногда мы можем собирать дополнительные персональные данные, которые вы добровольно предоставляете, включая, помимо прочего, название должности, дополнительную контактную информацию, дату рождения, хобби, области интересов и профессиональную принадлежность.
3.0 Использование личных данных
Веб-сайтPower Zone Equipment предназначен для использования клиентами Power Zone Equipment, коммерческими посетителями, деловыми партнерами и другими заинтересованными сторонами в деловых целях. Персональные данные, собранные Power Zone Equipment через свой веб-сайт или другими способами, используются для поддержки наших коммерческих отношений с вами, включая, помимо прочего, обработку заказов клиентов, заказов от поставщиков, управление учетными записями, изучение потребностей клиентов. , отвечая на запросы и предоставляя доступ к информации.Кроме того, в соответствии с законами и постановлениями соответствующей юрисдикции для поддержки наших отношений с вами:
- мы можем передавать персональные данные нашим аффилированным лицам, чтобы лучше понимать потребности вашего бизнеса и способы улучшения наших продуктов и услуг;
- мы можем использовать сторонних поставщиков услуг, чтобы помочь нам в сборе, сборке или обработке личных данных в связи с услугами, связанными с нашими деловыми отношениями;
- мы (или третье лицо от нашего имени) можем использовать персональные данные, чтобы связаться с вами по поводу предложения оборудования Power Zone в поддержку вашего бизнеса или для проведения онлайн-опросов, чтобы лучше понять потребности наших клиентов; и
- мы можем использовать личные данные для маркетинговой и рекламной деятельности.
Если вы решите не использовать свои личные данные для поддержки наших отношений с клиентами (особенно для прямого маркетинга или исследования рынка), мы будем уважать ваш выбор. Мы не продаем ваши личные данные третьим лицам и не передаем их третьим лицам, за исключением случаев, указанных в настоящей политике. Power Zone Equipment будет хранить ваши личные данные до тех пор, пока вы поддерживаете отношения с клиентами с Power Zone Equipment и / или если вы зарегистрировались для получения маркетинговых или иных сообщений от Power Zone Equipment, до тех пор, пока вы не потребуете, чтобы мы удалили такие личные данные. .
4.0 Сторонние поставщики услуг
Power Zone Equipment является коммерческим оператором своего веб-сайта и использует поставщиков услуг для оказания помощи в размещении или иным образом выступая в качестве обработчиков данных, для предоставления программного обеспечения и контента для наших сайтов, а также для предоставления других услуг. Power Zone Equipment может раскрывать предоставленные вами личные данные этим третьим сторонам, которые предоставляют такие услуги по контракту для защиты ваших личных данных. Кроме того, в соответствии с законами и нормативными актами соответствующей юрисдикции Power Zone Equipment может раскрывать личные данные, если такое раскрытие:
- — использование персональных данных для дополнительной цели, которая напрямую связана с первоначальной целью, для которой персональные данные были собраны;
- необходим для подготовки, согласования и исполнения договора с вами;
- требуется законом или компетентными государственными или судебными органами;
- необходимо для обоснования или сохранения судебного иска или защиты;
- является частью корпоративной реструктуризации, продажи активов, слияния или продажи; или, Код
- необходим для предотвращения мошенничества или других незаконных действий, таких как умышленные атаки на информационные системы Power Zone Equipment.
5.0 Международная передача данных
Обратите внимание, что для наших клиентов в Швейцарии и Европейском союзе (ЕС) компания Power Zone Equipment находится в США. Если вы используете наши веб-сайты или веб-порталы, или вся информация, включая личную информацию, может быть передана в Power Zone Equipment (включая субподрядчиков, которые могут поддерживать и / или управлять нашим веб-сайтом) в Соединенных Штатах и в других местах и может быть передана третьим лицам. вечеринки, которые могут быть расположены в любой точке мира.Хотя сюда могут входить получатели информации, находящиеся в странах, где уровень правовой защиты вашей личной информации может быть ниже, чем в стране вашего местонахождения, мы будем защищать вашу информацию в соответствии с требованиями, применимыми к вашей информации и / или местоположению. В частности, для передачи данных за пределы ЕС, Power Zone Equipment будет использовать соглашения о передаче данных, содержащие Стандартные договорные положения. Используя наши веб-сайты или веб-порталы, вы недвусмысленно соглашаетесь на передачу вашей личной информации и другой информации в США и другие страны для целей и использования, описанных в настоящем документе.
6.0 Автоматический сбор неличных данных
Когда вы заходите на веб-сайты или веб-порталы Power Zone Equipment, мы можем автоматически (т. Е. Не путем регистрации) собирать неличные данные (например, тип используемого интернет-браузера и операционной системы, доменное имя веб-сайта, с которого вы пришли, количество посещения, среднее время нахождения на сайте, просмотренные страницы). Мы можем использовать эти данные и делиться ими с нашими филиалами по всему миру и поставщиками соответствующих услуг для мониторинга привлекательности наших веб-сайтов и улучшения их производительности или содержания.В этом случае обработка выполняется анонимно и по усмотрению Power Zone Equipment.
7.0 Прочие онлайн-данные
Кроме того, для некоторых технических онлайн-приложений или других взаимодействий с оборудованием Power Zone может потребоваться ввод коммерческих и технических данных. Предоставляя запрошенную информацию, вы даете согласие на обработку и хранение такой информации компанией Power Zone Equipment. Если Оборудованию Power Zone не сообщается, что вы хотите, чтобы эта информация была удалена с сервера Оборудования Power Zone, такая информация может быть сохранена Оборудованием Power Zone и использоваться для будущих коммерческих коммуникаций.Запрос на удаление этой информации может быть сделан по контактной информации, указанной ниже. Power Zone Equipment будет принимать все разумные меры предосторожности, чтобы гарантировать, что никакая такая информация не будет предоставлена или разглашена другим третьим сторонам, за исключением, если применимо, тех третьих сторон, которые выполняют хостинг, обслуживание и связанные с этим услуги сайта.
8.0 «Файлы cookie» — информация, автоматически сохраняемая на вашем компьютере
Файлы cookie — это информация, которая автоматически сохраняется на компьютере пользователя веб-сайта.Когда пользователь просматривает веб-сайт (-ы) Power Zone Equipment, Power Zone Equipment может сохранять некоторые данные на компьютере пользователя в форме «файлов cookie», чтобы автоматически распознавать пользователя при будущих посещениях веб-сайта (-ов) Power Zone Equipment. Power Zone Equipment приложит разумные усилия для обеспечения соблюдения законов и постановлений соответствующих юрисдикций в отношении файлов cookie.
9,0 Дети
Power Zone Equipment не будет сознательно собирать персональные данные от детей младше 18 лет.Веб-сайт (-ы) Power Zone Equipment не предназначен для лиц младше 18 лет
10.0 Безопасность и целостность данных
Power Zone Equipment будет принимать разумные меры предосторожности для защиты личных данных, находящихся в его распоряжении, от риска потери, неправильного использования, несанкционированного доступа, раскрытия, изменения и уничтожения. Power Zone Equipment периодически пересматривает свои меры безопасности, чтобы обеспечить конфиденциальность личных данных.
Power Zone Equipment будет использовать личные данные только способами, совместимыми с целями, для которых они были собраны или впоследствии разрешены вами.В то время как Power Zone Equipment будет принимать разумные меры для обеспечения того, чтобы личные данные соответствовали его предполагаемому использованию, были точными, полными и актуальными, Power Zone Equipment также полагается на каждого человека, чтобы помочь в предоставлении точных обновлений его или ее личных данных.
11.0 Ссылки на другие веб-сайты
Веб-сайтыPower Zone Equipment могут содержать «ссылки» на веб-сайты, принадлежащие третьим сторонам и управляемые ими. Получив доступ к этим ссылкам, которые предоставлены для вашего удобства, вы покинете наш сайт и будете подчиняться политике конфиденциальности другого веб-сайта.Эта политика не распространяется на любую личную информацию, которую вы предоставляете посторонним третьим лицам.
12.0 Сохранение данных
В целом, Power Zone Equipment будет хранить персональные данные только столько времени, сколько необходимо для конкретной цели обработки и в соответствии с политикой управления записями Power Zone Equipment, или в соответствии с другими требованиями законов и нормативных актов конкретной юрисдикции. Например, данные будут храниться в течение периода времени, в течение которого вы имеете право использовать веб-сайты с оборудованием Power Zone, включая любые инструменты для оборудования Power Zone, доступные через наши веб-сайты.После прекращения действия такой авторизации ваши личные данные, связанные с использованием веб-сайтов Power Zone Equipment, будут удалены.
13.0 Доступ к данным и исправление
По запросу Power Zone Equipment предоставит физическим лицам разумный доступ к личным данным, которые она хранит о них. Кроме того, Power Zone Equipment будет принимать разумные меры, чтобы позволить отдельным лицам исправлять, изменять или удалять информацию, которая, как доказано, является неточной или неполной. Power Zone Equipment также полагается на каждого человека, чтобы помочь в предоставлении точных обновлений его или ее личных данных.Чтобы получить доступ, исправить, изменить или удалить личные данные Power Zone Equipment о человеке, физическое лицо должно связаться со следующим:
ТЕЛЕФОН: + 1-719-754-1981 | ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА: [email protected]
14.0 Права ЕС на конфиденциальность данных
Если ваши персональные данные обрабатываются в ЕС или вы являетесь резидентом ЕС, Общий регламент ЕС о защите данных предоставляет вам определенные права в соответствии с законом. В частности, право на доступ, исправление или удаление ваших личных данных Power Zone Equipment.
В той степени, в которой это требуется действующим законодательством, Power Zone Equipment будет предоставлять физическим лицам разумный доступ к личным данным, которые Power Zone Equipment хранит о них, и будет принимать разумные меры, чтобы позволить таким лицам исправлять, изменять или удалять информацию, которую Power Zone имеет в отношении их. Power Zone Equipment также полагается на каждого человека, чтобы помочь в предоставлении точных обновлений его или ее личных данных. Чтобы получить доступ, исправить, изменить или удалить персональные данные, которые Power Zone Equipment хранит о физическом лице, физическое лицо должно связаться с его или ее коммерческим представителем Power Zone Equipment или связаться с нами по следующему адресу электронной почты: sales @ powerzone.com.
Если у вас есть комментарий, вопрос или жалоба относительно того, как Power Zone Equipment обрабатывает ваши личные данные, мы приглашаем вас связаться с нами, чтобы мы могли решить этот вопрос. Кроме того, лица, находящиеся в ЕС, могут подать жалобу на обработку своих личных данных в органы по защите данных ЕС (DPA). Следующая ссылка может помочь вам найти подходящий DPA: http://ec.europa.eu/justice/data-protection/bodies/authorities/index_en.htm.
15.0 Изменения в этой Политике
Power Zone Equipment оставляет за собой право время от времени изменять эту политику, чтобы она точно отражала правовую и нормативную среду и наши принципы сбора данных. Когда в эту политику будут внесены существенные изменения, Power Zone Equipment разместит пересмотренную политику на нашем веб-сайте.
16.0 Вопросы и комментарии
Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии по поводу этой политики (например, для просмотра и обновления или удаления ваших личных данных из нашей базы данных), пожалуйста, свяжитесь с + 1-719-754-1981 или sales @ powerzone.com
Выбор подходящей воздуходувки для вашего применения
На рынке представлено несколько различных типов воздуходувок. Во многих случаях требования к воздушному потоку и уровню давления (или вакуума) могут определять, какой тип вентилятора следует использовать. Однако есть много областей, где возможности производительности могут перекрываться. Именно в этих областях может потребоваться более глубокая оценка воздуходувок, которые потенциально могут быть использованы. Диапазоны рабочих характеристик, которые, вероятно, потребуют дополнительного рассмотрения, включают объемную производительность до 1000 кубических футов в минуту, давление до 8 фунтов на квадратный дюйм или уровни вакуума примерно до 15 дюймов ртутного столба.Некоторые из распространенных вентиляторов в этих диапазонах могут включать:
- Регенеративные воздуходувки (с боковым каналом) (одноступенчатые или двухступенчатые)
- Лопастные нагнетательные воздуходувки
- Многоступенчатые центробежные нагнетатели
- Высокоскоростные центробежные / турбинные нагнетатели
- Роторные воздуходувки
- Компрессоры жидкостного кольца / вакуумные насосы
- Ротационные насосы
При использовании любого из этих типов воздуходувок, некоторые из соображений могут быть следующими:
- Механический КПД.(какой вентилятор будет работать с наименьшим энергопотреблением?)
- Требования к техническому обслуживанию, влияющие на долгосрочные эксплуатационные расходы
- Уровень шума при работе
- Совместимость материалов конструкции с переносимыми по воздуху или вдыхаемыми газами, которые могут присутствовать в среде установки
- Ограничение пространства
- Первоначальная стоимость капитала
- Требования к установке и стоимость
- Надежность
- Является ли поставщик продукта надежным источником потребности в запасных частях в будущем или замены продукта?
С некоторыми из вышеперечисленных соображений один или несколько аспектов могут преобладать над другими соображениями.Например, пользователь может быть готов платить больше за электроэнергию, если приложение требует очень небольшой занимаемой площади и низкого уровня шума. С другой стороны, если пространство или уровень шума не так важны, более высокая механическая эффективность может быть основным соображением, а будущие требования к техническому обслуживанию — дополнительным соображением. При оценке механического КПД рабочее давление может быть основной деталью, определяющей наилучшее решение. В следующих списках категорий изложены некоторые общие соображения, основанные на емкости приложения.
Одноступенчатые регенеративные воздуходувки
Диапазон рабочих характеристик : Давление одноступенчатых регенеративных нагнетателей составляет 1-5 фунтов на кв. Дюйм в диапазоне от 200 до 700 кубических футов в минуту. Давление до 4 фунтов на кв. Дюйм при 100 куб. Фут / мин.
Льготы :
- Самая низкая начальная стоимость капитала
- Низкая стоимость установки
- Самый компактный
- Минимальное обслуживание (полностью сухой насос, подшипники являются основным элементом износа)
- Низкий уровень шума
- Надежен при нормальных условиях эксплуатации
Недостатки:
- Ограничено меньшими расходами, как показано выше.В верхнем диапазоне давления механический КПД может быть ниже, чем у других типов нагнетателей.
- Обычно не используется в специальных материалах конструкции, поэтому не всегда подходит для агрессивных / агрессивных сред.
- Не подходит для проглатывания воды или твердых частиц.
Двухступенчатые регенеративные воздуходувки
Диапазон рабочих характеристик : 2-ступенчатые регенеративные воздуходувки с диапазоном давления от 3-6 фунтов / кв. Дюйм до 100 куб. Фут / мин. Диапазон давления 4-8 PSIG от 100 до 700 кубических футов в минуту.
* Преимущества и недостатки такие же, как показано выше для одноступенчатых устройств.
Роторные воздуходувки
Рабочий диапазон : Роторные лопастные воздуходувки с диапазоном давления до 15 фунтов на кв. Дюйм, приблизительно 20 куб. Футов в минуту и выше.
Льготы :
- Средние первоначальные капитальные затраты
- Средняя стоимость установки
- Для большего размера требуется больше места.
- Доступен в различных конструкционных материалах, поэтому может быть адаптирован для применения в агрессивных / агрессивных средах.
- Хорошая механическая эффективность при движении на консервативных скоростях.
- Хорошо адаптируется к частотно-регулируемым приводам для управления или расхода.
Недостатки:
- Более высокий уровень шума — особенно при движении на высоких скоростях.
- Многие версии имеют ременной привод, требующий более тщательного обслуживания. Некоторые модели могут иметь прямой привод со скоростью двигателя через гибкую муфту. Для этих моделей учитывайте уровни звука на более высоких скоростях.
- Требуется больше места, чем для некоторых других типов.
- Требуется замена трансмиссионного масла через определенные промежутки времени
Многоступенчатый центробежный
Диапазон рабочих характеристик : Многоступенчатая центробежная система лучше всего подходит для больших объемов (более 700 куб. Футов в минуту) и для давления примерно до 20 фунтов на квадратный дюйм.
Льготы:
- Более высокая производительность и возможности давления / вакуума
- Преимущественно с прямым приводом
- Низкие эксплуатационные расходы
Недостатки:
- Более высокие капитальные затраты
- Менее компактный в нижней части диапазона производительности
- Не всегда хорошо подходит для приводов с регулируемой скоростью из-за помпажа.
Роторная лопасть — Сухая лопасть, тип
Диапазон рабочих характеристик — Роторная лопасть — Сухая лопасть для малых объемов до примерно 200 куб. Футов в минуту, а также для более высоких уровней давления или вакуума. Лучше всего подходит для вакуума до 20-25 дюймов рт. Ст. или для небольших объемов до давления до 15 фунтов на кв. дюйм. Наиболее популярен для небольших систем, требующих расхода менее 50 кубических футов в минуту.
Льготы :
- Низкие начальные капитальные затраты.
- Большинство из них имеют прямой привод, поэтому клиновые ремни не нуждаются в обслуживании.
- Компактный и хорошо подходит для монтажа на технологическом оборудовании.
- Низкий уровень шума.
Недостатки
- Лопатки из углеродного композитного материала требуют замены через указанные промежутки времени в дополнение к подшипникам и уплотнениям.
- Ограниченный диапазон объемных характеристик.
- Обычно требуется выходной фильтр для улавливания остатков углерода с лопастей.
Жидкостно-кольцевые насосы
Диапазон рабочих характеристик — Жидкостные кольцевые насосы имеют очень широкий диапазон и подходят для давлений и уровней вакуума примерно до 100 и 29 фунтов на квадратный дюйм.5 ”рт. Они доступны в одноступенчатых и двухступенчатых насосах и входят в диапазон рабочих давлений компрессора. Больше подходит для вакуумных применений, но может использоваться для специальных применений, работающих под давлением, где могут присутствовать коррозионные газы и могут потребоваться специальные материалы конструкции.
Льготы :
- Конструкции из специальных материалов для работы в коррозионных средах.
- Тихая работа
- Простая конструкция, относительно низкие эксплуатационные расходы.
- Обычно с прямым приводом, поэтому клиновидный ремень не требуется.
- В компрессорах температура нагнетаемого воздуха поддерживается на низком уровне из-за контакта с водяным кольцом, поэтому дополнительное охлаждение не требуется.
- В качестве вакуумных насосов некоторые твердые частицы, конденсирующиеся пары и газы могут проходить через насос без вредных воздействий.
Недостатки
- Требуется вода или другая уплотнительная жидкость. Если используется прямоточная система водоснабжения, эксплуатационные расходы будут высокими.Хотя вода может быть частично восстановлена, системе потребуется больше функций управления.
- В качестве компрессора насосы неэффективны при более высоких давлениях и больше подходят для приложений с более низким давлением (ниже 20-30 фунтов на кв. Дюйм).
- Когда вода используется в качестве уплотняющей жидкости, со временем могут накапливаться отложения кальция, что может повлиять на компоненты, расположенные ниже по потоку, или качество воздуха при использовании в качестве компрессора.
- Стоимость установки будет выше из-за требований к водоснабжению и контроля питательной воды.
Кулачковые насосы
Диапазон рабочих характеристик : Ротационные насосы с захватом обычно используются для вакуума до примерно 24 дюймов рт. Ст. и объемы менее 1000 кубических футов в минуту.
Льготы :
- Механически высокий КПД.
- Компактный дизайн — достаточно небольшая занимаемая площадь.
- Прямой привод, без клиновидных ремней.
- Обычно поставляется с регулятором ограничения вакуума для предотвращения работы в чрезмерных пределах, что может привести к перегреву.
Недостатки :
- Высокие начальные капитальные затраты.
- Трансмиссионное масло необходимо менять в указанное время.
- Поскольку они имеют воздушное охлаждение, они должны быть защищены устройствами контроля / ограничения температуры и вакуума.
Воздушные компрессоры и регенеративные нагнетатели
Регенеративные нагнетателиобладают рядом преимуществ в производительности, что делает их популярным выбором для перемещения объемов воздуха до приблизительно 1000 кубических футов в минуту при повышенном давлении.Они прочные, компактные, легкие, не требуют обслуживания и обеспечивают эффективную работу. Что еще? Обладая бесшумной работой и хорошей механической эффективностью для перемещения воздуха, вы найдете их наиболее экономичным способом удовлетворения ваших требований по сравнению с нагнетательными воздуходувками. Благодаря этим примечательным особенностям эти воздуходувки используются в различных отраслях промышленности. Давайте рассмотрим те отрасли, которые используют преимущества регенеративных воздуходувок.
Где обычно используются регенеративные нагнетатели?
В следующих отраслях обычно используются регенеративные воздуходувки.
- Отрасль: Производство
- Отрасль: текстильная
Применения : Пневматическая транспортировка, вакуумная перекачка, сбор металлолома, пакетная обработка, рабочие станции с воздушным подшипником, воздух для горения печи, обработка и упаковка деталей.
Применения : Промышленные швейные машины, автоматические ткацкие станки и вязальные машины Нить и обрезка
Есть несколько процессов, требующих воздуха низкого давления в промышленных и коммерческих применениях.Для эффективного выполнения этих процессов регенеративные воздуходувки стали широко используемым источником воздуха низкого давления. Эти нагнетатели обычно используются для небольших объемов воздуха при более высоких давлениях, которые выходят за пределы диапазона производительности центробежных нагнетателей. Регенеративные нагнетатели, в отличие от центробежных нагнетателей, работают по законам компрессора, а не по законам вентилятора. Согласно законам о компрессорах, повышение давления или уровня вакуума приводит к увеличению рабочей нагрузки и большему тепловыделению. По мере увеличения давления или вакуума объемная мощность этих воздуходувок уменьшается.Это противоположно центробежным вентиляторам, работающим по законам вентилятора, где большие объемы увеличивают рабочую нагрузку, а по мере увеличения уровня давления или вакуума объем уменьшается, а рабочая нагрузка и тепловая нагрузка снижаются. Поэтому для защиты регенеративных нагнетателей требуются различные меры предосторожности.
… Прочтите остальное Опубликовано в Регенеративные воздуходувки | Tagged регенеративные воздуходувки, одноступенчатые регенеративные нагнетатели, двухступенчатые регенеративные нагнетателиAir Power Products Limited получила сертификат ISO 9001: 2015 в январе 2018 года.
Кембридж, Онтарио, 27 февраля 2018 г. — Air Power Products Limited, ведущий производитель и дистрибьютор смазываемых и безмасляных воздушных компрессоров, вакуумных систем, регенеративных нагнетателей, регенеративных осушителей сжатого воздуха и другой сопутствующей продукции, объявила о достижении статус сертификации по стандарту ISO 9001: 2015 по состоянию на январь 2018 года. Компания получила свою первую сертификацию ISO 9001 в феврале 2001 года в соответствии со стандартом ISO 9001-2000.
ISO 9001: 2015 — это пересмотр / обновление стандарта ISO9001-2008. Этот стандарт разработан Международной организацией по стандартизации, которая представляет собой ассоциацию, в которую входят несколько правительственных и неправительственных организаций со всего мира. Стандарт ISO 9001: 2015 позволяет предприятиям выполнять свои обязательства по обеспечению качества и предоставлять услуги и продукты, которые соответствуют одобрению клиентов и соответствуют применимым нормативным и законодательным требованиям.
«За последние 18 лет мы добились непрерывной регистрации… Читать дальше
Опубликовано в Новости | Tagged iso 9001: 2015 сертификация, сертификация isoЧто такое регенеративные воздуходувки? Это современные машины.Компактные и универсальные, они специально разработаны для перемещения большого объема воздуха под низким давлением.
Регенеративные воздуходувки представляют собой альтернативные средства сжатия или откачивания небольших объемов воздуха при положительном или отрицательном давлении. Первоначально они заполнили пробел между центробежными и поршневыми воздуходувками. Благодаря многолетнему усовершенствованию характеристик давления, теперь они могут заменить роторно-лопастные воздуходувки во многих областях применения, основываясь на многих других преимуществах, которые они предлагают.
Опубликовано в Регенеративные воздуходувки | Tagged регенеративные нагнетатели, регенеративные нагнетатели с боковым каналом, одноступенчатые регенеративные нагнетатели, двухступенчатые регенеративные нагнетателиВ чем разница между вентиляторами и нагнетателями?
Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют вентиляционное оборудование для обогрева помещений и кондиционирования воздуха, поскольку чиллеры и котлы сами по себе не могут обеспечить нагревательный или охлаждающий эффект там, где это необходимо. Кроме того, системы вентиляции обеспечивают постоянную подачу свежего воздуха в помещения.В зависимости от требований к давлению и воздушному потоку для каждого приложения используется вентилятор или нагнетатель.
Прежде чем обсуждать основные типы вентиляторов и нагнетателей, важно понять разницу между обеими концепциями. Американское общество инженеров-механиков (ASME) определяет вентиляторы и нагнетатели на основе соотношения между давлением нагнетания и давлением всасывания.
- Вентилятор: Степень сжатия до 1,11
- Воздуходувка: Степень давления от 1.11 к 1,2
- Компрессор: Степень давления превышает 1,2
Вентиляторы и нагнетатели необходимы для того, чтобы воздух преодолевал сопротивление потоку, вызываемое такими компонентами, как воздуховоды и заслонки. Доступно множество типов, каждый из которых подходит для определенных приложений. Выбор правильного типа помогает оптимизировать работу системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, в то время как неправильный выбор приводит к потерям энергии.
Повысьте качество воздуха в помещении с помощью профессиональной системы вентиляции.
Типы вентиляторов
Вентиляторы можно разделить на центробежные и осевые в зависимости от того, как они создают воздушный поток.В свою очередь, в каждой категории есть несколько подтипов, и выбор вентилятора, соответствующего области применения, имеет решающее значение для высокопроизводительной установки HVAC.
В следующей таблице приведены основные типы центробежных вентиляторов: радиальные, с загнутыми вперед лопатками, назад загнутыми лопатками и с крыльчаткой.
ТИП ВЕНТИЛЯТОРА | ОПИСАНИЕ |
Радиальный | — Высокое давление и средний расход |
с загнутыми вперед лопатками | -Среднее давление и высокий расход |
Загнутые назад лопатки | -Высокое давление и большой расход |
Профиль | -Высокое давление и большой расход |
С другой стороны, осевые вентиляторы подразделяются на пропеллеры, осевые трубчатые и осевые с лопастями.
ТИП ВЕНТИЛЯТОРА | ОПИСАНИЕ |
Винт | -Низкое давление и высокий расход, низкая эффективность |
Трубка осевая | -Среднее давление и высокий расход |
Лопатка осевая | — Высокое давление и средний расход, высокий КПД |
Благодаря такому широкому выбору вентиляторов найдется решение практически для любого применения.Однако разнообразие также означает, что есть больше шансов выбрать не тот вентилятор без надлежащего руководства. Лучшая рекомендация — избегать решений по «практическому правилу» и вместо этого получить профессиональный дизайн, отвечающий потребностям вашего проекта.
Типы воздуходувок
Как указывалось ранее, нагнетатели работают с перепадом давления от 1,11 до 1,2, что делает их промежуточным звеном между вентилятором и компрессором. Они могут создавать гораздо более высокое давление, чем вентиляторы, и они также эффективны в промышленных вакуумных приложениях, где требуется отрицательное давление.Воздуходувки делятся на две основные категории: центробежные и поршневые.
Центробежные нагнетатели имеют некоторое физическое сходство с центробежными насосами. Обычно они включают в себя зубчатую передачу для достижения скорости более 10 000 об / мин. Центробежные нагнетатели могут иметь одноступенчатую или многоступенчатую конструкцию, где одноступенчатая конструкция обеспечивает более высокую эффективность, а многоступенчатая конструкция обеспечивает более широкий диапазон расхода воздуха при постоянном давлении.
Подобно вентиляторам, центробежные нагнетатели применяются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Однако, благодаря превосходному выходному давлению, они также используются в очистном оборудовании и автомобилях. Их главное ограничение заключается в том, что поток воздуха быстро уменьшается, когда препятствие увеличивает давление, что делает их непригодными для применений с высокой вероятностью засорения.
Воздуходувки прямого вытеснения имеют геометрию ротора, предназначенную для захвата воздушных карманов, направляя поток в заданном направлении под высоким давлением. Хотя они вращаются с меньшей скоростью, чем центробежные воздуходувки, они могут создавать давление, достаточное для того, чтобы сдувать предметы, засоряющие систему.Еще одно важное отличие центробежных опций заключается в том, что нагнетательные нагнетатели обычно приводятся в движение ремнями, а не шестернями.
Заключение
Вентиляторы и воздуходувки обычно указываются в зависимости от требований к давлению и воздушному потоку для каждого применения, а также от условий конкретной площадки, таких как запыленность и температура. После выбора правильного типа вентилятора или нагнетателя производительность обычно можно повысить с помощью систем управления. Например, частотно-регулируемые приводы (VFD) могут значительно снизить потребление электроэнергии вентиляторами, которые работают с перебоями.
Взгляд на промышленный нагнетательный вентилятор
Промышленные нагнетательные вентиляторы — это механические или электромеханические устройства, используемые для создания потока газа через воздуховоды, шасси электроники, технологические блоки и т. Д. — везде, где требуется поток для вытяжки, аспирации, охлаждения и т. Д. вентиляция, транспортировка и т. д. Часто используемые взаимозаменяемо с «вентиляторами», воздуходувки определяются ASME как имеющие отношение давления нагнетания к давлению всасывания в пределах от 1,11 до 1.2, в то время как вентиляторы определены как имеющие коэффициент ниже 1,11, а компрессоры определены как имеющие коэффициент выше 1,2.
Основные характеристики воздуходувок включают предполагаемое применение, тип нагнетателя, конструкцию порта, а также параметры пропускной способности, электрические характеристики и размеры. Воздуходувки охлаждают корпуса электроники, создают сквозняки в котлах, увеличивают поток воздуха в двигателях и имеют различные конструкции систем нагнетания, например, с центробежным потоком или роторными лопастями. Двигатели обычно приводят в движение воздуходувки, хотя они могут приводиться в действие другими средствами, например двигателями.Некоторые производители переносных вентиляторов называют свои устройства воздуходувками, даже если они не обязательно соответствуют разграничению ASME, которое применяется к стационарно установленному промышленному технологическому оборудованию. Другой вид воздуходувки — это мобильное или портативное устройство, используемое для перемещения опавших листьев.
Центробежный вентилятор приточно-вытяжной вентиляции для промышленного предприятия
Изображение предоставлено: Shuuterstock.com
Типы воздуходувок
Центробежные воздуходувки
В центробежных нагнетателяхиспользуются высокоскоростные рабочие колеса или лопасти для передачи скорости воздуху или другим газам.Они могут быть одно- или многоступенчатыми. Как и вентиляторы, центробежные нагнетатели имеют несколько ориентаций лопастей, включая загнутые назад, загнутые вперед и радиальные. Воздуходувки могут быть многоскоростными или регулируемыми. Обычно они приводятся в движение электродвигателями, часто с помощью ремня и шкива, но некоторые центробежные нагнетатели напрямую связаны с приводными двигателями. Скорость вентилятора можно изменять для изменения скорости потока путем изменения размеров шкивов, использования приводов с регулируемой скоростью и т. Д., Но еще более распространены демпферы в качестве средства регулирования потока.Законы сродства вентилятора диктуют, что процентное снижение скорости приводит к аналогичному уменьшению потока.
Воздуходувки прямого вытеснения
Воздуходувкис принудительным вытеснением в принципе аналогичны поршневым насосам в том, что в них используются механические средства для сжатия жидкости и, таким образом, увеличения давления и / или скорости. С другой стороны, центробежные конструкции сообщают средам скорость и давление, выбрасывая их наружу с помощью крыльчаток. Среди нагнетателей прямого вытеснения распространен тип Рутса, или роторно-лопастного типа, в котором используются два лопастных ротора, вращающихся в противоположных направлениях, для перемещения жидкости через нагнетатель, подобно тому, как шестеренчатый насос перемещает масло или другие вязкие жидкости.Воздуходувка в разрезе (внизу) показывает один из двух роторов. Воздуходувки прямого вытеснения часто приводятся в действие электродвигателями с прямым соединением, но в необычных обстоятельствах они могут приводиться в действие газовыми двигателями, гидравлическими двигателями и т. Д.
Поперечное сечение крыльчатки внутри электроцентробежного вентилятора
Изображение предоставлено: Surasak_Photo / Shuuterstock.com
Промышленный вентилятор — Области применения и отрасли
Центробежные нагнетателиобычно используются для подачи воздуха для горения, в системах охлаждения и осушения, в аэраторах с псевдоожиженным слоем, с воздушными конвейерными системами, для контроля пыли и т. Д.Нагнетательные воздуходувки также используются в пневмотранспорте, для аэрации сточных вод, промывки фильтров и наддува газа, а также для перемещения всех видов газов в нефтехимической промышленности. Центробежные нагнетатели часто строятся в виде моноблочных узлов, что означает, что рабочее колесо не поддерживается независимыми подшипниками, а консольно закреплено на продолжении вала двигателя и опирается на подшипники двигателя в качестве опоры. Монтаж с муфтой без муфты требует использования муфт вала.Другие устройства консольно удерживают колесо от опорных подшипников, например, в конструкциях с ременной передачей.
Воздуходувки иногда повышают скорость вращения двигателя, но так же часто понижают или работают с соотношением скорости нагнетателя к скорости двигателя привода 1: 1. Выход центробежного нагнетателя обычно расположен по касательной к вращению рабочего колеса и может иметь одну из восьми угловых ориентаций по отношению к направлению вращения крыльчатки нагнетателя, что обеспечивает шестнадцать возможных конфигураций вращения и ориентации нагнетания с шагом 45 градусов.Промышленная практика определяет вращение рабочего колеса по часовой или против часовой стрелки, если смотреть со стороны привода — обычно со стороны двигателя — агрегата. На центробежных воздуходувках меньшего размера корпуса часто можно повернуть на полный круг, чтобы обеспечить выпуск под любым углом. Роторные лопастные воздуходувки обычно ориентируют входные и выходные порты в линию из-за конструкции системы нагнетателя.
Соображения
Воздуходувки указаны на основе давления и расхода. Как уже упоминалось, соотношение давления на входе в систему и давления на выходе определяет, какой вентилятор или нагнетатель следует выбирать в соответствии со строгим определением, хотя эти термины иногда используются как синонимы.Если требуется более высокое давление, проектировщику, возможно, придется выбрать машину прямого вытеснения, а не центробежную. Производители часто публикуют кривые производительности вентиляторов или аналогичные диаграммы, которые помогают дизайнеру сузить свой выбор до одной или нескольких моделей, соответствующих требованиям. Таблица справа довольно распространена среди производителей воздуходувок. Разработчики систем определяют необходимые расход и давление и добавляют дополнительную мощность для преодоления потерь на трение в системах из-за воздуховодов, трубопроводов и т. Д.Они могут выбрать материалы или покрытия, которые борются с воздействием агрессивных сред. Большинство диаграмм производительности воздуходувок основаны на стандартных значениях температуры и давления, то есть при температуре воздуха 70 o F на уровне моря. Если расчетные условия отличаются, дизайнеры могут применять поправочные коэффициенты, которые определяют размер воздуходувок в зависимости от реальных условий использования.
Важные атрибуты
Тип нагнетателя
Обычно наиболее распространены центробежные или поршневые. В рамках этих широких категорий более конкретные параметры включают поворотную лопасть, поворотную лопасть или корни и т. Д.Есть также некоторые непромышленные воздуходувки, например, воздуходувки для листьев.
Лезвия
Ориентация лопаток с наклоном назад или с загнутыми вперед лопатками относится к центробежным нагнетателям. Лопасти с загнутыми вперед лопатками перемещают большее количество воздуха, чем лопасти с наклоном назад, хотя и при более низком давлении. Лезвия с обратным наклоном имеют тенденцию к повышению эффективности. Радиальные лопасти также относятся к центробежным агрегатам и представляют собой простую конструкцию лопастного типа без наклонов вперед или назад.Они могут быть самоочищающимися, что важно для воздуходувок, работающих с грязными средами. Лопатки с аэродинамическим профилем также применимы к центробежным нагнетателям.
Пропускная способность
Этот атрибут важен при выборе воздуходувки. Производительность воздуходувки обычно измеряется в кубических футах в минуту. Повышенная пропускная способность по воздуху может быть полезной в некоторых специализированных областях применения высокопроизводительных воздуходувок, таких как увеличение скорости испарения или создание воздушных ножей для очистки продуктов.
Максимальное рабочее давление
Наряду с пропускной способностью это еще один важный атрибут при выборе воздуходувки.Производители обычно выражают максимальное рабочее давление в дюймах или миллиметрах водяного столба. Пример кривой статического давления с потоком воздуха для воздуходувки переменного тока показан ниже.
График зависимости статического давления от расхода воздухаПредоставлено: Pelonis Technologies
Конструкция порта
Выбор воздуховода, фланца, круглой и прямоугольной формы применяется как к впускным, так и к выпускным портам, поскольку именно там нагнетатели присоединяются к воздуховоду или трубопроводу, а в случае замены нагнетателей порты должны соответствовать существующей конструкции водопровода или воздуховода.
Дополнительные функции
Дополнительные опции воздуходувки включают выбор таких элементов, как диффузоры, жалюзи, заслонки и т. Д., Которые используются для регулировки пропускной способности нагнетателя. Другие варианты включают использование двигателей с регулируемой скоростью для достижения такого же регулирования пропускной способности путем изменения скорости приводного двигателя.
Категории других связанных продуктов
- Вентиляторы — это механические или электромеханические устройства, используемые для создания воздушного потока.
- Воздушно-газовые компрессоры — это механические узлы, которые создают давление воздуха или газа, как правило, с помощью механических средств, таких как поршни.
- Заслонки воздушного потока представляют собой механические клапанные устройства в закрытых системах воздушного потока, таких как воздуховоды, используемые для контроля или регулирования потока воздуха.
- Опоры для гашения вибрации — это механические устройства, используемые для изоляции вибрирующих механизмов от их опорных оснований.
Дополнительные ресурсы
Конструкция центробежного вентилятора
Вентиляторы и нагнетатели
Балансировка вентилятора
Торговые ассоциации
Сводка
Воздуходувки и вентиляторы являются важными компонентами, используемыми для обеспечения потока воздуха и используются для управления тепловыми условиями или выполнения специализированных функций в производственных процессах.Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах ознакомьтесь с другими нашими статьями и руководствами или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок для нагнетателей и вентиляторов или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.
Прочие «виды» статей
Больше от Насосы, клапаны и аксессуары
Как работает воздушный компрессор
Много лет назад в магазинах было обычным делом иметь центральный источник энергии, который приводил в действие все инструменты через систему ремней, колес и приводных валов.Электроэнергия передавалась по рабочему пространству с помощью механических средств. Хотя ремни и валы могут исчезнуть, многие магазины по-прежнему используют механическую систему для перемещения энергии по цеху. Он основан на энергии, хранящейся в воздухе, находящемся под давлением, а сердцем системы является воздушный компрессор.
Вы найдете воздушные компрессоры, используемые в самых разных ситуациях — от угловых заправочных станций до крупных производственных предприятий. И все больше и больше воздушных компрессоров находят применение в домашних мастерских, подвалах и гаражах.Модели, рассчитанные на любую работу, от надувных игрушек для бассейнов до электроинструментов, таких как гвозди, шлифовальные машины, дрели, гайковерты, степлеры и краскопульты, теперь доступны в местных домашних центрах, у дилеров инструментов и в каталогах по почте.
Большим преимуществом пневмоэнергетики является то, что для каждого инструмента не нужен собственный громоздкий двигатель. Вместо этого один двигатель компрессора преобразует электрическую энергию в кинетическую. Это позволяет создавать легкие, компактные, простые в обращении инструменты, которые работают тихо и имеют меньшее количество изнашиваемых деталей.
Типы воздушных компрессоров
Хотя существуют компрессоры, в которых для создания давления воздуха используются вращающиеся рабочие колеса, компрессоры объемного действия более распространены и включают модели, используемые домовладельцами, деревообработчиками, механиками и подрядчиками. Здесь давление воздуха увеличивается за счет уменьшения размера пространства, содержащего воздух. Большинство компрессоров, с которыми вы столкнетесь, выполняют эту работу с возвратно-поступательным поршнем.
Как и небольшой двигатель внутреннего сгорания, обычный поршневой компрессор имеет коленчатый вал, шатун и поршень, цилиндр и головку клапана. Коленчатый вал приводится в движение электродвигателем или газовым двигателем. Хотя есть небольшие модели, которые состоят только из насоса и двигателя, у большинства компрессоров есть воздушный резервуар для удержания количества воздуха в пределах заданного диапазона давления. Сжатый воздух в резервуаре приводит в движение пневматические инструменты, а мотоцикл включается и выключается, чтобы автоматически поддерживать давление в резервуаре.
В верхней части цилиндра вы найдете головку клапана, которая удерживает впускной и выпускной клапаны. Оба являются просто тонкими металлическими заслонками — одна установлена под ней, а другая — наверху тарелки клапана. По мере того, как поршень движется вниз, над ним создается разрежение. Это позволяет наружному воздуху при атмосферном давлении открыть впускной клапан и заполнить область над поршнем. Когда поршень движется вверх, воздух над ним сжимается, удерживает впускной клапан закрытым и толкает выпускной клапан. Воздух движется из выпускного отверстия в резервуар.С каждым ходом в бак поступает больше воздуха, и давление повышается.
Типичные компрессоры выпускаются в 1- или 2-цилиндровых версиях, в зависимости от требований инструментов, которые они приводят в действие. На уровне домовладельца / подрядчика большинство двухцилиндровых моделей работают так же, как одноцилиндровые, за исключением того, что на один оборот приходится два хода, а не один. Некоторые коммерческие двухцилиндровые компрессоры представляют собой двухступенчатые компрессоры: один поршень нагнетает воздух во второй цилиндр, что дополнительно увеличивает давление.
Компрессорыиспользуют реле давления для остановки двигателя, когда давление в баллоне достигает заданного предела — около 125 фунтов на квадратный дюйм для многих одноступенчатых моделей.Однако в большинстве случаев такое давление не требуется. Следовательно, в воздуховоде будет регулятор, который вы настроите в соответствии с требованиями к давлению используемого вами инструмента. Манометр перед регулятором контролирует давление в баллоне, а манометр после регулятора контролирует давление в воздушной линии. Кроме того, в баке есть предохранительный клапан, который открывается при выходе из строя реле давления. Реле давления может также включать разгрузочный клапан, который снижает давление в баллоне при выключенном компрессоре.
Многие компрессоры с шарнирно-поршневыми поршнями смазываются маслом. То есть они имеют масляную ванну, которая смазывает подшипники и стенки цилиндра разбрызгиванием при вращении кривошипа. Поршни имеют кольца, которые помогают удерживать сжатый воздух наверху поршня и удерживают смазочное масло от воздуха. Однако кольца не совсем эффективны, поэтому некоторое количество масла попадет в сжатый воздух в виде аэрозоля.
Наличие масла в воздухе не обязательно является проблемой. Многие пневмоинструменты требуют смазки, и встроенные масленки часто добавляются для повышения равномерности подачи к инструменту.С другой стороны, эти модели требуют регулярных проверок масла, периодической замены масла, и они должны работать на ровной поверхности. Прежде всего, есть некоторые инструменты и ситуации, в которых требуется безмасляный воздух. Распыление масла в воздушном потоке вызовет проблемы с отделкой. Многие новые инструменты для деревообработки, такие как гвоздезабиватели и шлифовальные машинки, не содержат масла, поэтому нет никаких шансов загрязнить деревянные поверхности маслом. В то время как решения проблемы воздушного масла включают использование маслоотделителя или фильтра в воздушной линии, лучшая идея — использовать безмасляный компрессор, в котором вместо масляной ванны используются подшипники с постоянной смазкой.
Разновидностью поршневого компрессора автомобильного типа является модель, в которой используется цельный поршень / шатун. Поскольку пальца отсутствует, поршень наклоняется из стороны в сторону, когда эксцентриковая шейка вала перемещает его вверх и вниз. Уплотнение вокруг поршня поддерживает контакт со стенками цилиндра и предотвращает утечку воздуха.
Там, где потребность в воздухе невысока, может быть эффективен диафрагменный компрессор. В этой конструкции мембрана между поршнем и камерой сжатия изолирует воздух и предотвращает утечку.
Мощность компрессора
Одним из факторов, используемых для определения мощности компрессора, является мощность двигателя. Однако это не лучший показатель. Вам действительно нужно знать количество воздуха, которое компрессор может подавать при определенном давлении.
Скорость, с которой компрессор может подавать объем воздуха, указывается в кубических футах в минуту (куб. Поскольку атмосферное давление играет роль в скорости движения воздуха в цилиндр, куб.футов в минуту будет изменяться в зависимости от атмосферного давления.Он также зависит от температуры и влажности воздуха. Чтобы установить равные условия игры, производители рассчитывают стандартные кубические футы в минуту (scfm) как кубические футы в минуту на уровне моря при температуре воздуха 68 градусов по Фаренгейту и относительной влажности 36%. Номинальные значения стандартных кубических футов в минуту приведены для конкретного давления — 3,0 кубических футов в минуту при 90 фунтах на кв. Если уменьшить давление, scfm повышается, и наоборот.
Вы также можете встретить рейтинг, называемый смещением куб. Футов в минуту. Эта цифра является произведением рабочего объема цилиндра и числа оборотов двигателя. По сравнению с scfm, он обеспечивает показатель эффективности компрессорного насоса.
Номинальные значения кубических футов в минуту и фунтов на квадратный дюйм важны, поскольку они указывают на инструменты, которыми может управлять конкретный компрессор. Выбирая компрессор, убедитесь, что он может подавать то количество воздуха и давление, которое необходимо вашим инструментам.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io
Основы воздуходувок | Pumps & Systems
Воздуходувки использовались еще до гражданской войны в США, но их работу до сих пор иногда неправильно понимают. На самом деле воздуходувка — относительно простое устройство: при вращении вала рабочие колеса вращаются в противоположных направлениях с небольшими зазорами между собой, а также между собой и корпусом.
Вероятно, наиболее запутанной и, следовательно, подверженной ошибкам областью применения воздуходувок является понимание фактических кубических футов в минуту (ACFM) и стандартных кубических футов в минуту (SCFM).
Инженерыиногда указывают поток в терминах SCFM, что означает, что он должен быть преобразован в фактические условия площадки. Это может усложнить спецификацию воздуходувок.
Изображение 1. Четыре положения лепестков воздуходувки (изображения любезно предоставлены McKenna Engineering)Основы воздуходувки
Лопасти или крыльчатки во время работы вращаются в четырех положениях. На этом рисунке верхний лепесток вращается по часовой стрелке, а нижний — против часовой стрелки (Изображение 1).Когда каждое рабочее колесо проходит через входное отверстие, между рабочим колесом и корпусом остается определенное количество воздуха. По мере того как валы продолжают вращаться, этот «карман» воздуха переносится вокруг корпуса к стороне нагнетания машины, где он выбрасывается против давления, преобладающего в линии нагнетания. Каждый раз, когда этот «карман» нагнетается до более высокого давления, возникает пульс. Карман воздуха выталкивается четыре раза — за один оборот вала или дважды за каждое рабочее колесо. Следовательно, частота импульса в четыре раза превышает скорость вала.
Объемный КПД = фактический рабочий объем / теоретический рабочий объем
Уравнение 1
Имеется компонент утечки или «проскальзывания», который является частью неэффективности машины. Скольжение зависит от геометрии воздуходувки и давления нагнетания. Чем выше давление нагнетания, тем больше скольжение.
Испытание на проскальзывание 1 фунт на квадратный дюйм (psi) является эталоном контроля качества воздуходувки для определения зазоров.В этом испытании нагнетание нагнетателя перекрывается, и нагнетатель вращается со скоростью, обеспечивающей на выходе 1 фунт на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм); эта частота вращения используется для расчета скорости скольжения в кубических футах в минуту, которая может использоваться для экстраполяции скольжения при более высоких давлениях.
Ограничения для воздуходувки
Следующие элементы влияют на эффективность воздуходувок:
Повышение температуры : Повышение температуры — это разница между температурой на входе и температурой нагнетания.Повышение температуры вызвано, в первую очередь, теплотой сжатия в соответствии с законами о газе, а также неэффективностью воздуходувки и проскальзывания, которые представляют собой внутреннюю рециркуляцию и трение.
Рабочие колеса испытывают попеременную температуру на входе и выходе, поэтому работают в среднем. Кожух воспринимает обе температуры плюс температуру окружающей среды. В результате он обычно работает при более низкой температуре, чем рабочие колеса. Из-за этой разницы рабочие колеса изменяются с другой скоростью, чем корпус, уменьшая внутренние зазоры.Если превышено максимальное превышение температуры, рабочие колеса соприкасаются с корпусом, вызывая отказ.
Температура нагнетания : Температура нагнетания отличается от повышения температуры. Если начать с высокой температуры с небольшим повышением, проблемы все равно могут быть. Смазка распадается быстрее, и образуется углерод, вызывая повышенное трение в подшипниках и шестернях. В конце концов, уплотнения выйдут из строя, и произойдет тепловая деформация деталей, вызывающая смещение, чрезмерное напряжение и выход из строя из-за высокой температуры.
Механические ограничения : Крутящий момент является функцией мощности (л.с.), а также давления. Чем выше давление, тем выше крутящие нагрузки на шестерни, что приводит к преждевременному износу и выходу из строя.
Перепад давления : Рабочие колеса представляют собой простые балки. Если ограничения по давлению превышены, рабочие колеса отклонятся до точки, в которой они соприкасаются друг с другом и / или с корпусом.
Рабочее давление : Как и перепад температуры и температура нагнетания, рабочее давление — это давление на входе плюс перепад давления.Рабочее давление может быть превышено, даже если разница находится в допустимых пределах. Примером может служить приложение с высоким давлением на входе.
Типы компрессоров
Ниже приведены некоторые распространенные типы компрессоров:
Степень сжатия : Как и насосы, компрессоры с низким расходом и высоким давлением обычно имеют конструкцию с прямым вытеснением. Это не означает, что высокие отношения давления не могут быть достигнуты с помощью центробежных машин. Существует много многоступенчатых центробежных машин, способных создавать более тяжелые газы с коэффициентом давления 100.Однако при более низких значениях расхода (Роторные лопасти и лопасти: роторные машины пользуются большим спросом на многих рынках. Из-за конструкции они обычно применяются на рынках с воздухом или относительно безопасными газовыми смесями. Эти нагнетатели обычно имеют степень сжатия примерно от 2 до 2,5, а пластинчато-сдвижная машина — около 4.
Поршень с возвратно-поступательным движением : Поршни с возвратно-поступательным движением часто могут служить решением для приложений с низким расходом и высоким передаточным числом. Самый простой из них — переносной воздушный компрессор, установленный на баке.Это одноступенчатые агрегаты, обычно рассчитанные на 100 фунтов на квадратный дюйм и имеющие расход от 5 до 10 кубических футов в минуту.
Многоцилиндровое возвратно-поступательное движение : Эти машины применяются для работы со смесями опасных газов, где требуются более высокие отношения давления. Это включает в себя такие отношения, как рециркуляция водорода, где степень давления выше 50. Большинство крупных из них будут иметь промежуточные охладители между каждой ступенью для отвода тепла сжатия до того, как газ попадет на следующую ступень.
Эти теплообменники могут быть размером с машину и монтироваться рядом с компрессором. Многоступенчатые модели часто размещаются на антресолях на высоте 15 или 20 футов над уровнем земли для размещения двигателя, который может иметь синхронную конструкцию большого диаметра и работать со скоростью 400 или 500 об / мин. Эти установки чаще всего используются для сжатия технологических газов на нефтеперерабатывающих и крупных химических заводах.
Винтовые машины : Винтовые машины используются как на воздушном, так и на газовом рынке.На этом рынке используются промышленные воздушные установки от 100 до 125 фунтов на кв. Дюйм, в шумозащитном кожухе и обычно от 100 до 250 л.с. Винтовые машины могут быть сухими с роторами с тефлоновым покрытием или со смазкой. Электронные и аэрокосмические предприятия настаивают на очень чистом заводском воздухе, чтобы избежать загрязнения на производстве. Они склоняются к технологии сухих шнеков. В подвалах многих заводов по всему миру до сих пор находится множество старых воздушных машин с поршневым двигателем.
Большой центробежный : Эти компрессоры мощностью от 30 000 до 100 000 л.с. производятся стандартно и могут работать с перепадами давления от однозначного до более 100, в зависимости от переменных процесса.
Специальная газовая диафрагма : Эти компрессоры используются для экзотических газов с очень высокой степенью давления в аэрокосмической отрасли и для наполнения баллонов. Их мощность будет от 50 до 100 л.с., а передаточное число достигнет 500 и более. Лучше всего они работают с очень низким расходом при очень высоком давлении.
Вентиляторы : На другом конце спектра перекачки газа находятся вентиляторы, которые представляют собой машины с низким коэффициентом полезного действия. Вентиляторы обычно измеряются в дюймах водяного столба и бывают самых разных конструкций в зависимости от области применения.Вентиляторы производят большой объемный расход при низком давлении.
Заключение
Компрессорыбывают самых разных размеров, мощностей и конструкций, и нет никакой корреляции от одного применения к другому. В отличие от насоса, в котором визуализация размеров становится более или менее интуитивно понятной по мере приобретения опыта, компрессор не дает никаких подсказок, когда вы первоначально выполняете описанные выше процедуры определения размеров.
Обратите внимание на широкий диапазон л.с. Также обратите внимание на влияние давления на входе на л.с. с машинами с аналогичными степенями давления.Помните, что удвоение давления на входе увеличивает вдвое л.с. при том же объемном расходе. Специалист по компрессорам может помочь с правильным выбором.
История воздуходувки
Как и многие другие изобретения, воздуходувка была обнаружена случайно. В середине 1800-х годов братья Рутс работали над улучшенной конструкцией водяного колеса, которое приводило в действие механизмы на их шерстяной фабрике. Однако вода вызвала разбухание деревянных лопастей или крыльчаток, вращающихся в противоположных направлениях, и устройство застряло.Один из братьев резко повернулся, и порывом воздуха снесло ему шляпу. Они сразу узнали новую машину — роторную воздуходувку.
Воздуходувка была запатентована в 1860 году. К 1870 году воздуходувки в основном использовались в литейных вагранках сталелитейной и горнодобывающей промышленности для вентиляции шахт. Другие ранние применения включали аэрацию, пневматическую транспортировку и наддув.
Сегодня воздуходувки широко используются в нефтегазовой, химической промышленности и очистке сточных вод.
.