Компрессор наддува двигателя: Как устроен механический нагнетатель | Новости автомира

Содержание

Компрессор наддува в категории «Авто — мото»

Электрический турбо-нагнетатель для авто (электро турбина, турбо-наддув, турбо-компрессор на скутер, мотоцикл)

Доставка по Украине

1 999 грн

Купить

Mercedes-Benz A2711400787 Алюминиевый патрубок — демпфер компрессора наддува двигателя M271 R4 1.6 1.8K

Доставка по Украине

526 грн

Купить

Турбина ( Компрессор наддува , турбокомпрессор ) 99460981 Citroen / СИТРОЭН JUMPER 1994-2002 / ДЖАМПЕР 1,

На складе

Доставка по Украине

5 280 грн

Купить

Турбина ( Компрессор наддува , турбокомпрессор ) K03364732 Citroen / СИТРОЭН JUMPER II 2002-2006 / ДЖАМПЕР 2,

На складе

Доставка по Украине

5 280 грн

Купить

Турбина ( Компрессор наддува , турбокомпрессор ) 504092197 Iveco / ИВЕКО DAILY III 1999-2006 / ДЭЙЛИ Е3 99-06,

На складе

Доставка по Украине

7 920 грн

Купить

Турбина ( Компрессор наддува , турбокомпрессор ) 9633785480 Citroen / СИТРОЭН JUMPER 1994-2002 / ДЖАМПЕР 1,

На складе

Доставка по Украине

3 300 грн

Купить

Турбина ( Компрессор наддува , турбокомпрессор ) 028145701L VW / ВОЛЬКС ВАГЕН TRANSPORTER IV 1990-2003 /

На складе

Доставка по Украине

3 960 грн

Купить

Компрессор наддува воздуха двигателя. Mercedes мерседес A1110900980 w210 w170 w202 w203 w208

Доставка по Украине

от  10 000 грн

Купить

Турбина (компрессор, наддув, турбонагнетатель) Renault Kangoo Megane Scenic 1.5DCI 54391015071 06507

Доставка по Украине

5 940 грн

6 600 грн

Купить

Турбина (компрессор, наддув, турбонагнетатель) Renault Kangoo 1.9DTI 8200062433 683853 07159

Доставка по Украине

4 500 грн

6 000 грн

Купить

Турбина (компрессор, наддув, турбонагнетатель) Peugeot 206 1.4HDI 54351014861 пошкоджена 07171

Доставка по Украине

2 520 грн

2 800 грн

Купить

Турбина (компрессор, наддув, турбонагнетатель) Peugeot 607 Citroen C5 2.2HDI 9640668680 02290

Доставка по Украине

7 020 грн

7 800 грн

Купить

Турбина (компрессор, наддув, турбонагнетатель) Peugeot 307 206 2.0HDI 9633382380 07167

Доставка по Украине

6 120 грн

6 800 грн

Купить

Компрессор, наддув JP GROUP 4317400300 на RENAULT CLIO Mk II (BB0/1/2_, CB0/1/2_)

Доставка по Украине

9 195 грн

Купить

Компрессор, наддув JP GROUP 4317400700 на RENAULT KANGOO (KC0/1_)

Доставка по Украине

9 912 грн

Купить

Смотрите также

Компрессор наддува суперчарджер двс Audi A6 C7 3. 0L 2013 года (б/у) 06E145601AC

Доставка по Украине

18 000 грн

Купить

Компрессор наддува Audi Q7 4L 3.0L TFSI 2013 года (б/у)

Доставка по Украине

15 750 грн

Купить

Компрессор наддува Volkswagen Golf 5 2003-2008 гг 1.4 TSI 03C276

Заканчивается

Доставка по Украине

5 977.50 грн

Купить

Компрессор наддува Mercedes W203 W204 2005 гг A2710902080

Заканчивается

Доставка по Украине

5 579 грн

Купить

Компрессор наддува Mercedes W203 W211 1.8 CDI 2009 гг A2711400887

Заканчивается

Доставка по Украине

597.75 грн

Купить

Компрессор наддува Volkswagen Golf 5 1.4 TSI 2007 гг 03C145601B

Заканчивается

Доставка по Украине

9 962.50 грн

Купить

Дроссельная заслонка компрессора наддува Mercedes c-class W203 c203/204 e211/212 (2000-2007) A1110980109

Доставка по Украине

2 460 грн

Купить

Дроссельная заслонка компрессора наддува Jeep Grand Cherokee CRD Limited OM642 3. 0 CDI 2005-2010 A1110980109

Доставка по Украине

2 460 грн

Купить

Турбина на транзит 2.5 Компрессор, наддув

Заканчивается

Доставка по Украине

7 500 грн

Купить

Турбина ( Компрессор наддува , турбокомпрессор ) 17201-0L040 Toyota / ТОЙОТА HILUX III 2007-, Toyota / ТОЙОТА

На складе

Доставка по Украине

5 280 грн

Купить

Mercedes-Benz A1110900640 Кронштейн компрессора наддува воздуха и генератора для двигателя M111 R4 2.0 2.3л

Заканчивается

Доставка по Украине

2 313 грн

Купить

Турбина ( Компрессор наддува , турбокомпрессор ) 2C1Q6K682BD Ford / ФОРД TRANSIT 2000-2006 / ТРАНЗИТ 00-06,

На складе

Доставка по Украине

4 950 грн

Купить

Турбина (компрессор, наддув, турбонагнетатель) Peugeot Partner Citroen Berlingo 2.0HDI 06567

Доставка по Украине

5 400 грн

6 000 грн

Купить

Турбина ( Компрессор наддува , турбокомпрессор ) 1S7Q6K682AF Ford / ФОРД TRANSIT 2000-2006 / ТРАНЗИТ 00-06,

На складе

Доставка по Украине

4 950 грн

Купить

22.

Наддув двигателей внутреннего сгорания. Устройство турбокомпрессора.

Наддув — увеличение количества свежего заряда горючей смеси, подаваемой в двигатель внутреннего сгорания, за счёт повышения давления при впуске. Позволяет повысит мощность двигателя.

Виды наддува

В ДВС применяют три типа наддува: резонансный –при котором используется кинетическая энергия объема воздуха во впускных коллекторах (нагнетатель в этом случае не нужен).

механический – в этом варианте компрессор приводится во вращение ремнем от двигателя.

газотурбинный (или турбонаддув) – турбина приводится в движение потоком отработавших газов.

Механический наддув. (воздух закачивается компрессором) .

Механические нагнетатели позволяют довольно простым способом существенно поднять мощность мотора.

Имея привод непосредственно от коленчатого вала двигателя, компрессор способен закачивать воздух в цилиндры при минимальных оборотах и без задержки увеличивать давление наддува строго пропорционально оборотам мотора.

Существует два вида механических нагнетателей: объемные и центробежные.

Конструкция Roots напоминает масляный шестеренчатый насос. Два ротора вращаются в противоположные стороны внутри овального корпуса. Оси роторов связаны между собой шестернями. Особенность такой конструкции в том, что воздух сжимается не в нагнетателе, а снаружи – в трубопроводе, попадая в пространство между корпусом и роторами.

Еще один способ нагнетать во впускной коллектор воздух под избыточным давлением в свое время предложил инженер Лисхольм .

Внутри корпуса установлены два взаимодополняющих винтовых насоса (шнека). Вращаясь в разные стороны, они захватывают порцию воздуха, сжимают и загоняют ее в цилиндры.

Характерна такая система внутренним сжатием и минимальными потерями, благодаря точно выверенным зазорам. Кроме того, винтовые наддувы эффективны практически во всем диапазоне оборотов двигателя, бесшумны, очень компактны, но чрезвычайно дороги из-за сложности в изготовлении.

Центробежные нагнетатели по конструкции напоминают турбонаддув. Избыточное давление во впускном коллекторе также создает компрессорное колесо (крыльчатка). Его радиальные лопасти захватывают и отбрасывают воздух в окружной тоннель при помощи центробежной силы. Отличие от турбонаддува лишь в приводе.

Схема управления механическим нагнетателем довольно проста. 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 не только механических, но и газотурбинных систем наддува. При сжатии в компрессоре (либо в нагнетателе) воздух нагревается, в результате чего его плотность уменьшается. Это приводит к тому, что в рабочем объеме цилиндра воздуха, а, следовательно, и кислорода, по массе помещается меньше, чем могло бы поместиться при отсутствии нагревания. Поэтому сжатый воздух перед подачей его в цилиндры двигателя предварительно охлаждается в интеркулере. По своей конструкции это обычный радиатор, который охлаждается либо потоком набегающего воздуха, либо охлаждающей жидкостью. Понижение температуры наддувочного воздуха на 10 градусов позволяет увеличить его плотность примерно на 3%. Это, в свою очередь, позволяет увеличить мощность двигателя примерно на такой же процент.

Турбокомрессор.

Принцип действия турбокомпрессоров для наддува ДВС заключается в следующем — выхлопные газы ДВС, обладая большой скоростью и большой температурой попадают на сопловой аппарат турбины, где происходит их максимальный разгон и подача на рабочие лопатки турбины под правильным углом, при подаче на рабочие лопатки турбины происходит вращение турбины, которая в свою очередь вращает крыльчатку компрессора, насаженную на один вал с колесом турбины. Колесо компрессора представляет собой вращающий направляющий аппарат и крыльчатку, которые чаще всего соединены вместе в одну деталь.

Преимущества высокого наддува и высокой степени сжатия

Четырехцилиндровые двигатели мощностью в тысячу лошадиных сил — это сегодняшняя реальность в импортном дрэг-рейсинге. Эта реальность включает в себя передовые технологии принудительной индукции и управления двигателем, которые делают производство энергии легкой частью создания гоночного автомобиля. Современные высокопроизводительные двигатели работают при более высоких уровнях давления наддува и более высоких степенях сжатия, чем когда-либо прежде. Понимание того, как степень сжатия и давление наддува влияют на производительность, является ключом к максимизации производительности вашего уличного или гоночного автомобиля.

Майкл Феррара // Фото сотрудников DSPORT

ДСПОРТ Выпуск #125


Основы четырехтактного двигателя

Не вдаваясь в пространные объяснения динамики двигателя внутреннего сгорания, двигатель вашего автомобиля представляет собой машину, предназначенную для преобразования энергии. Используя четырехтактный цикл, стратегию смешивания топлива и воздуха и искру для зажигания, первая задача двигателя внутреннего сгорания — преобразовать химическую энергию, хранящуюся в топливе, в тепловую энергию (тепло) посредством процесса, называемого сгоранием. Второй задачей двигателя является преобразование этой тепловой энергии в кинетическую энергию в виде лошадиных сил на маховике. Насколько хорошо двигатель может преобразовывать тепло (тепловую энергию) в мощность (кинетическую энергию), количественно определяется тепловым КПД двигателя. Тепловой КПД двигателя сильно зависит от статической степени сжатия двигателя. [pullquote]БАЛАНС БУСТЕРА И КОЭФФИЦИЕНТА СЖАТИЯ СТАЛ ЗАДАЧЕЙ ИЗГОТОВИТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ И НАСТРОЙЩИКОВ В ТЕЧЕНИЕ ГОДОВ[/pullquote]

Степень сжатия

Как следует из названия, степень сжатия двигателя показывает, насколько топливовоздушная смесь сжимается во время такта сжатия четырехтактного двигателя. Степень сжатия 10:1 означает, что воздушно-топливная смесь сжимается от полного объема цилиндра до объема, который составляет примерно одну десятую размера цилиндра. Итак, как степень сжатия двигателя влияет на производительность? При прочих равных условиях двигатель с более высокой степенью сжатия будет обеспечивать более высокий тепловой КПД. Это означает, что двигатель способен превращать больше тепла, выделяемого в процессе сгорания, в лошадиные силы, а не впустую. Проще говоря, более высокая тепловая эффективность означает дополнительную мощность и лучшую экономию топлива.

Сколько дополнительной мощности можно ожидать при более высокой степени сжатия? Эмпирическое правило старой школы гласит, что каждое дополнительное увеличение степени сжатия обеспечивает дополнительные 4 процента мощности. Фактически, более точные прогнозы можно найти на прилагаемой диаграмме DSPORT. Эти значения были получены с использованием уравнения термодинамики для установления теплового КПД двигателя с циклом Отто.

Подставив это уравнение, мы находим, что увеличение степени сжатия с 8,0:1 до 11,0:1 должно привести к 9.2-процентное увеличение мощности. Точно так же снижение степени сжатия с 11:1 до 7,0:1 должно привести к снижению мощности на 12,3%.

Хотите верьте, хотите нет, но двигатели с высокой степенью сжатия конца 60-х годов со степенью сжатия до 12,5:1 имели более высокий тепловой КПД, чем многие современные двигатели. Для двигателя того же размера старый двигатель был бы более экономичным, если бы у него были современные технологии топлива, головки цилиндров и зажигания в сочетании с высокооктановым газом 60-х годов.

Давление наддува

При работе с двигателями без наддува высокая степень сжатия является ключом к серьезным уровням мощности. Что касается приложений с принудительной индукцией, хорошо известно, что увеличение давления наддува на турбокомпрессоре подходящего размера увеличивает выработку мощности (по крайней мере, до точки, когда мощность турбонаддува или топливной системы превышена). Конечно, большим недостатком более высоких давлений наддува является то, что также увеличивается вероятность возникновения разрушительной для двигателя детонации.

Баланс наддува и степени сжатия уже много лет является проблемой для производителей двигателей и тюнеров. Если вы возьмете копию одного из руководств по технологии принудительной индукции 60-х годов, вы увидите их решение. Чем выше давление наддува, тем ниже степень сжатия двигателя. Для «серьезных» гонок с принудительной индукцией степень сжатия 7,0: 1 не была редкостью.

К счастью, плохая конструкция коллектора и системы подачи топлива, а также малоэффективные «нагнетатели» не встречаются на многих современных популярных автомобилях с высокими эксплуатационными характеристиками. Сегодня средний высокопроизводительный четырехцилиндровый гоночный двигатель с турбонаддувом для уличных или полосовых гонок имеет степень сжатия 9..5: 1, а некоторые даже рабочие степени сжатия достигают 11,5: 1 или более на спирте или E85. Современные технологии позволяют нашему поколению гонщиков получить лучшее из обоих миров. Высокое давление наддува с высокой степенью сжатия.

Топливо и детонация

Октановое число и детонация

Октановое число показывает вероятность детонации топлива. Стук, слышимый звук, обозначающий состояние, также называется детонацией. Стук вреден для производительности и надежности, и его необходимо избегать. Стук возникает, когда топливно-воздушная смесь в цилиндре не проходит идеальное сгорание (процесс сгорания). Идеальное горение позволяет смеси равномерно сгорать от свечи зажигания до тех пор, пока не образуется вся воздушно-топливная смесь. В лабораторных условиях идеальное горение будет происходить со скоростью около 100 футов в секунду в вакууме. В турбулентности камеры сгорания двигателя хорошая скорость пламени может достигать 250 футов в секунду. Во время детонации или удара скорость горения увидит сильный взрыв 2000 футов в секунду вместо горения. Скорость горения имеет решающее значение для того, как создается давление в цилиндре. [pullquote]МАКСИМАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ В ЦИЛИНДРАХ СТАНДАРТНО ПОВЫШАЕТСЯ ПРИ СООТНОШЕНИИ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ, ОБЪЕМНОМ КПД, ОПЕРЕЖЕНИИ ЗАЖИГАНИЯ И ДАВЛЕНИИ НАДДУВА[/pullquote]

Сгорание топливовоздушной смеси приводит к повышению давления. В идеале давление в цилиндре нарастает в оптимальное время, достигая пикового давления где-то между 17 и 20 градусами после верхней мертвой точки. Это позволяет давлению в цилиндре производить наибольшую мощность на кривошипе. Когда возникает детонация, цикл давления в цилиндре не происходит, как хотелось бы. Фактически, когда возникает детонация, первоначальный фронт пламени и волна давления от желаемого фронта искрового воспламенения встречаются с нежелательным фронтом самовоспламенения. Когда эти две волны давления встречаются, колебания давления производят «стучащий» звук. Когда возникает детонация, мощность снижается, в то время как шатунные подшипники, шатуны, прокладки головки блока цилиндров и поршни могут получить незначительное повреждение или катастрофический отказ в зависимости от силы детонации. Повышенные температуры обычно являются результатом детонации, и это может привести к проблемам с преждевременным зажиганием, из-за которых топливовоздушная смесь воспламеняется еще до того, как загорится искра.

Стук или детонация — это не то же самое, что преждевременное зажигание. Преждевременное зажигание происходит, когда топливовоздушная смесь воспламеняется до срабатывания свечи зажигания. Иногда повышенная температура или горячая точка в цилиндре могут вызвать преждевременное зажигание. Хотя и детонация, и преждевременное зажигание вызывают нежелательные ожоги топливовоздушной смеси, разница между ними проста. Детонация или детонация происходит после того, как топливовоздушная смесь начала гореть, преждевременное зажигание происходит раньше. Оба создают нежелательные волны давления, которые влияют на производительность и могут привести к повреждению двигателя.

Необходимость в более высоком октановом числе

Если в вашем двигателе наблюдается детонация, вам необходимо использовать топливо с более высоким октановым числом или увеличить угол опережения зажигания. Потребность в топливе с более высоким октановым числом обычно возникает при повышении пикового давления в цилиндрах. Пиковое давление в цилиндре имеет тенденцию к увеличению по мере увеличения степени сжатия, объемного КПД, опережения зажигания и повышения давления наддува.

Общие правила просты. Двигатели без наддува потребуют топлива с более высоким октановым числом, так как либо степень сжатия увеличивается, либо угол опережения зажигания увеличивается. Двигатели с принудительной индукцией реагируют так же, но им также потребуется более высокое октановое число по мере увеличения давления наддува.

Возможно, вы слышали следующее: «не используйте топливо со слишком высоким октановым числом, иначе вы потеряете мощность». Это полуправда. Использование топлива со слишком высоким октановым числом не приведет к снижению мощности двигателя. Однако использование топлива со слишком низкой скоростью горения может привести к потере мощности двигателя. Как правило, популярные компоненты, используемые для повышения октанового числа топлива, также замедляют скорость горения. Конечно, это всего лишь общее правило, и оно справедливо не для всех видов топлива.

Альтернативные виды топлива: метанол и этанол

Метанол использовался в качестве альтернативного гоночного топлива в течение ряда лет. Одним из преимуществ метанола является то, что он может работать на очень богатой смеси без значительного падения мощности. Это может позволить тюнеру использовать топливо в качестве охлаждающего средства при настройке. Однако метанол содержит только около половины энергии, найденной в бензине. К счастью, вы можете сжечь вдвое больше метанола по сравнению с бензином при том же количестве воздуха. В зависимости от того, кого вы спросите, на метаноле можно получить от нуля до десяти процентов больше мощности, чем на гоночном бензине.

Есть существенные компромиссы для прироста мощности. Во-первых, метанол обладает высокой коррозионной активностью. Вся топливная система должна быть совместима с метанолом, и даже в этом случае у вас, вероятно, возникнут проблемы с коррозией. Промыть систему от метанола лучше всего по завершению гонки. Метанол также требует в два раза больше топлива для доставки и хранения бензина. Ваш топливный элемент или бензобак либо должны увеличиться вдвое, либо вы сможете проехать только вдвое меньше. Форсунки и топливные насосы также должны иметь вдвое большую пропускную способность, чем бензиновые установки.

Этанол или смеси этанола, такие как E85, сейчас более популярны, чем когда-либо, для использования на улицах и в гонках. Этанол — это тот же тип спирта, который содержится в алкогольных напитках. Чтобы избежать юридических проблем, производители смешивают 98-процентный этанол с двухпроцентным бензином для получения E98 или 85-процентный этанол с 15-процентным бензином для получения E85. Преимущество этанола в том, что он не вызывает коррозию, как метанол. Однако он имеет более низкое содержание энергии, чем метанол. Команда Venom Racing стала первым импортным дрэг-рейсером, который использовал этанол в качестве топлива.

Вогнутые поршни (передние) чаще всего используются в двигателях с более низкой степенью сжатия, а выпуклые поршни (задние) — в двигателях с более высокой степенью сжатия.

Степень сжатия 17:1 и давление наддува 45 фунтов на квадратный дюйм

Нет. Не пытайтесь построить гоночный двигатель со степенью сжатия 17:1 и давлением наддува до 45 фунтов на квадратный дюйм. Как всегда говорил покойный Джин Хамрич из Centerforce Clutches: «На каждое действие будет противодействие. И если последствия реакции хуже, чем выгоды от действия, вам конец». Итак, какова реакция на повышение степени сжатия при принудительной индукции? Сочетание слишком большого наддува или слишком большого сжатия увеличит вероятность детонации.

Итак, какую степень сжатия следует использовать для определенного значения давления наддува? Это зависит в первую очередь от трех факторов. Качество топлива, эффективность промежуточного охладителя и состояние настройки (насколько хорошо настроены топливная кривая и кривые зажигания) двигателя. Двигатели на метаноле или E98/E85 обеспечивают более высокую степень сжатия, чем гоночный бензин. Более совершенные системы промежуточного охлаждения также позволят повысить степень сжатия. Некоторые тюнеры могут оптимизировать двигатель, несмотря на более узкое окно настройки приложений с более высокой степенью сжатия/высокого наддува. В конце концов, разработка двигателя — единственный способ получить ответ на вопрос об идеальной степени сжатия и давлении наддува.

Оглядываясь назад почти 50 лет назад, компания Chevrolet безраздельно властвовала, когда ее сверхмощный малый блок объемом 283 кубических дюйма генерировал беспрецедентные 283 лошадиные силы — одна лошадиная сила на кубический дюйм. Поршни с высокой степенью сжатия, цельнолитой распределительный вал гоночного профиля и пара четырехкамерных карбюраторов сделали невозможное возможным. Сегодня высокопроизводительные двигатели Honda и Toyota с регулируемым распределением фаз газораспределения генерируют почти в два раза больше этой цифры с выходной мощностью, приближающейся к 2,0 лошадиным силам на кубический дюйм. Двойные верхние распредвалы, четыре клапана на цилиндр, управляемые компьютером фазы газораспределения, усовершенствования в конструкции головок цилиндров и электронный впрыск топлива являются заслугой достижений в области выходной мощности без наддува.

Технологии постоянно развиваются, и новые правила заменяют старые, когда речь идет о производительности. Однако взаимосвязь между степенью сжатия, давлением наддува, детонацией и октановым числом топлива всегда будет оставаться неизменной. Понимание этой взаимосвязи позволяет тюнерам настраивать двигатель для достижения максимальной производительности при заданном качестве топлива.

Наддув сжатого воздуха

| Новости

Как получить 850 л.с. из компактного Chevy мощностью 423 л.с. с помощью акваланга

В мире высокой производительности очень мало новых идей. Но с современными технологиями мы часто можем вернуться к неуклюжей старой идее и сделать ее более эффективной. Так обстоит дело с наддувом сжатого воздуха. Идея достаточно проста. Сжимайте и храните большой объем воздуха в резервуаре высокого давления. Используйте регулятор давления, чтобы контролировать воздух, выходящий из бака, и уменьшите его до традиционного давления наддува. Вводите воздух по требованию, и у вас есть убийственный нагнетатель, который не создает паразитных потерь, потому что двигатель не использует мощность для его приведения в действие. Звучит достаточно просто, так в чем подвох?

Дейл Васнаян и Карл Стаггемейр работали над усовершенствованием концепции наддува сжатым воздухом, чтобы получить невероятное количество лошадиных сил и сделать его практичным для использования на дрэг-стрипе или даже на улице. Эта концепция, как и большинство хороших идей, проста и коренится в основах физики. Если мы используем отдельное устройство, такое как воздушный компрессор в магазине аквалангистов, чтобы нагнетать воздух силой 3300 фунтов на квадратный дюйм в воздушный резервуар, а затем выпускать этот сжатый воздух в двигатель, высвобождаемый воздух будет намного холоднее. И все мы знаем, что холодный воздух более плотный и производит больше лошадиных сил, чем горячий воздух. Любой хот-роддер, который когда-либо использовал воздушный компрессор для привода высокоскоростной шлифовальной машины, знает, что сжатый воздух нагревает ее, потому что воздух в баке обычно довольно горячий. Но воздух, выходящий из выпускного отверстия пистолета, очень холодный.

Итак, возьмите эту идею и представьте, что мы выпускаем воздух, сжатый до 3300 фунтов на квадратный дюйм. Сказать, что этот нагнетаемый воздух будет холодным, было бы грубым преуменьшением. Стаггемейр говорит нам, что воздух, выходящий из клапана бутылки, теоретически выходит при температуре около 200 градусов по Фаренгейту, и они фактически измерили ее при 140 градусах! Поскольку мы знаем, что холодный воздух плотнее горячего, вы начинаете видеть здесь потенциал. Добавьте к этому уравнению давление (наддув), и мы получим феноменальный случай создания действительно большой мощности. Это именно то, что намеревались производить нагнетатели сжатого воздуха (CAS). Staggemeir и Vaznaian начали поиски этой системы более 10 лет назад. Попутно им пришлось спроектировать и построить почти все компоненты, потому что нужных деталей не существовало.

Давайте рассмотрим, как работает система CAS, а затем мы покажем вам, что показали наши испытания в Westech с этой системой на малоблочном Chevy мощностью 420 л. с. Будьте готовы удивиться.

Нагнетатель сжатого воздуха

Начнем с баллона, который представляет собой большой 30-фунтовый алюминиевый контейнер, похожий на акваланг. Каждая бутылка оснащена специальной задвижкой CAS с внутренним диаметром 58 дюймов и потенциалом потока 1000 кубических футов в минуту. Клапан баллона соединен со шлангом и фитингами -20 AN, что является максимальным практическим диаметром шланга, который может использовать компания. Фитинги предназначены для максимизации потока и минимизации потерь давления. Помните, что двигатель будет дышать только воздухом из бака, поэтому важно свести к минимуму потери потока. Шланг подсоединяется к крупному регулятору давления, расположенному рядом с баком. Этот механический регулятор давления работает как обычный регулятор давления топлива, поскольку он снижает давление в баке до рабочего давления, выбранного для системы.

Следующий компонент — электронный предохранительный клапан. Линия -20 AN входит в этот электронный запорный клапан, который создает давление в системе. Сразу за этим запорным клапаном находится 40-миллиметровая электронная дроссельная заслонка Bosch, которая выполняет функцию плавного изменения скорости, которая является важной частью системы. Это означает, что CAS полностью электронно программируется для увеличения мощности в зависимости от времени или других определяемых пользователем функций, таких как число оборотов в минуту или скорость автомобиля. Это позволяет пользователю получить сложную линейную кривую мощности, в отличие от упрощенного включения / выключения. Предохранительный клапан и корпус дроссельной заслонки Bosch направляют сжатый воздух в то, что Стаггемейр называет «эжекторным клапаном». Это более крупный клапан, расположенный на одной линии с впускным трактом без наддува. Внутри этого воздуховода находится 3,5-дюймовый клапан, который закрывается при подаче наддува. Это необходимо, потому что без этого клапана наддув будет уходить в атмосферу. Когда этот большой клапан закрывается, весь сжатый воздух из бака направляется прямо в двигатель.

Это очень примитивное объяснение того, как работает система наддува сжатого воздуха. Если вы изучите прилагаемые фотографии, это станет менее запутанным. Самое приятное то, что система CAS снижает серьезную мощность.

Тест

Мы решили, что использование малоблочного Chevy с инжекторным двигателем поможет облегчить усвоение всей этой программы. У Vaznaian был малый блок 355ci, построенный DNE Motorsports, с железным блоком Dart, кривошипом Eagle из кованой стали, 5,7-дюймовыми шатунами Eagle, коваными поршнями JE на 0,030 больше, а также масляным насосом Milodon и поддоном для смазки. Головки представляют собой набор алюминиевых отливок впускного канала Racing Head Service объемом 180 куб. См с клапанами 2,02 / 1,60 дюйма и камерой сгорания объемом 64 куб. Статическая степень сжатия вышла на 9.2:1. В качестве распределительного вала Vaznaian выбрал распределительный вал с гидравлическими роликами Comp Cams с продолжительностью 236/248 градусов при 0,050 с подъемом клапана 0,520 / 0,540 дюйма с роликовыми коромыслами 1,5: 1. Кулачок также имеет немного более широкий угол разделения лепестков (LSA) на 113 градусов, чтобы помочь управлять наддувом, чтобы давление не выбрасывало выхлоп во время перекрытия. Кроме того, Дейл выбрал многоточечную систему электронного впрыска топлива Edelbrock Pro Flo для управления потоком топлива. В одноплоскостном впуске Edelbrock используется стандартный корпус дроссельной заслонки на 4 барреля, подающий воздух к восьми форсункам мощностью 44 фунта в час. Давление топлива обеспечивали топливный насос Aeromotive и регулятор давления топлива с наддувом, который добавлял 1 фунт на квадратный дюйм давления топлива на каждый 1 фунт на квадратный дюйм давления наддува. Подняв давление топлива до 60 фунтов на квадратный дюйм, они создали достаточный поток топлива, чтобы питать двигатель на пиковой мощности. Размер форсунок ограничивал мощность, которую они могли безопасно производить. Теоретически с большими форсунками они могли бы развивать еще большую мощность.

Микки Томсон попробовал

Это не первая попытка использовать сжатый воздух для повышения мощности в дрэг-рейсинге. В 1971 году Микки Томпсон экспериментировал с довольно сложной системой механического управления на одной из своих «Веселых машинок», и другие гонщики также пробовали эти системы, которые, по-видимому, были работой инженера по имени Боб Кин, которому принадлежала компания Keane Engineering. История HOT ROD появилась в выпуске за декабрь 1971 года под названием «Малыш Микки из бутылочки».

Основы плотности заряда

Это ключ к системе CAS. Основная концепция, которая существовала десятилетиями, заключается в том, что если вы понизите температуру впускного воздуха на 10 градусов, это будет стоить 1% мощности. Классические применения нагнетателя показывают, что если наш форсированный двигатель развивает мощность 600 л.с. и мы снижаем температуру впускного воздуха с помощью интеркулера с 200 до 140 градусов, то изменение температуры на 60 градусов должно стоить 6 процентов мощности. При 600 л.с. до редукции наш двигатель теперь должен выдавать 636 л. с., что является небольшим приростом. Используя сжатый воздух, поскольку эта система радикально снижает температуру воздуха на входе до 0 градусов, формула говорит нам, что мы должны получить огромный выигрыш. Взяв приведенный выше пример, снижение температуры впускного воздуха до 0 градусов, это значительное изменение на 200 градусов, что означает увеличение мощности двигателя на 20 процентов. Это эквивалентно получению 120 л.с. при общем пиковом числе 720 л.с.

Таблица плотности заряда

В следующей таблице показано увеличение плотности воздуха в коллекторе в нескольких различных конфигурациях. В первом столбце указано давление наддува, которое будет отображаться на манометре (манометр на фунт/кв. дюйм) без доохлаждения. Эти цифры рассчитаны на основе адиабатического КПД компрессора, равного 70%, что является хорошим средним значением для центробежного или турбокомпрессора. Воздуходувки Roots обычно ниже. Более высокие уровни повышения также обычно создают более низкие числа.

Важным сообщением здесь является то, что концепция нагнетателя сжатого воздуха может обеспечить гораздо более высокие показатели плотности. Это создает гораздо более высокие значения давления в цилиндрах и, следовательно, большую мощность и крутящий момент, поскольку повышенная плотность обеспечивает более холодный воздух, что соответствует большему количеству кислорода в цилиндрах.

.hdr {
цвет:#FFFFFF;
шрифт: полужирный 20px verdana, arial, Helvetica;

цвет фона:#000000;
}
.hdr1 {
цвет:#FFFFFF;
шрифт: полужирный 14px verdana, arial, Helvetica;
цвет фона:#000000;
}
.hdr2 {
цвет:#000000;
шрифт: 12px Verdana, Arial, Helvetica;
background-color:#dddddd;
}
.hdr3 {
цвет:#000000;
шрифт: 12px Verdana, Arial, Helvetica;
background-color:#FFFFFF;
}

Увеличение плотности
Повышение уровня Без доохлаждения Охлаждение до 110 градусов Сжатый воздух при температуре 0 градусов
6 фунтов на кв. дюйм 1,22 1,28 1,59
10 фунтов на кв. дюйм 1,35
1,54
1,91
15 фунтов на кв. дюйм 1,51 1,87 2,32
20 фунтов на кв. дюйм 1,67 2,20 2,73
25 фунтов на кв. дюйм 1,83 2,53 3,14

Базовый вариант

Прямо из коробки маленький 355ci V8 выдавал честные 422 лошадиных силы без наддува при 6100 об/мин. Это приличная мощность в пределах разумного для небольшого блока. Единственная необычная вещь заключалась в том, что для достижения этой мощности требовалось 42 градуса полного угла опережения зажигания. Когда базовый уровень был готов, мы ничего не меняли в маленьком блоке, кроме того, что подсоединили выпускную трубку от системы CAS и добавили гоночный бензин Rockett Racing Brand с октановым числом 114, просто чтобы сохранить 9Двигатель . 2:1 без возможности детонации. Staggemeir попробовал пару запусков с низким наддувом 5 фунтов на квадратный дюйм. Процедура тестирования была очень похожа на то, как мы тестируем закись азота. Мы стабилизировали двигатель на пиковой мощности при 6100 об/мин, а затем нажали кнопку нагнетателя сжатого воздуха и позволили динамометру стабилизироваться, пока мы записывали цифры. Затем мы записали лучшее число при наддуве и сравнили его с числом, полученным в лучшем тесте без наддува. Этот первый запуск при давлении наддува 5 фунтов на квадратный дюйм дал 655 скорректированных лошадиных сил по сравнению с базовым уровнем 422 л.с. при 6100 об / мин. Это увеличение на 232 л.с., или почти 55-процентное увеличение мощности. Помните, что давление наддува всего в 5 фунтов на квадратный дюйм уже обеспечивает более чем 55-процентное увеличение мощности.

После небольшой настройки мы увеличили давление воздуха до 8 фунтов на квадратный дюйм для нашего последнего теста. Стив Брюл из Westech разогнал двигатель до 6100 об/мин, Стаггемейр нажал кнопку, и двигатель сразу же отреагировал на 836 л. с. при 6100 об/мин. Это впечатляющий прирост в 414 л.с. — увеличение мощности на 98 процентов — и это при системе CAS, работающей на скорости 1000 кубических футов в минуту.

Что мы узнали

Неудивительно, что сочетание воздуха на входе с температурой ниже точки замерзания и умеренного наддува дает большую мощность. Частично это объясняется тем, что двигатель не использует мощность для привода нагнетателя. Даже небольшому нагнетателю может потребоваться от 40 до 50 л.с. для создания наддува в 8 фунтов на квадратный дюйм, и мы, по сути, получали наддув бесплатно с системой CAS.

Наше тестирование также показало, что нам не нужно увеличивать угол опережения зажигания, чтобы получить 836 л.с. На самом деле мы пытались затянуть ГРМ с 42 до 36 градусов, но это привело к потере 50 л.с. Вполне возможно, что дополнительное время могло привести к увеличению мощности. Мы поговорили с Тимом Вушом из Rockett Racing Brand, и он сказал, что одним из возможных объяснений такого выбора времени является то, что чрезвычайно плотный холодный воздух снижает способность топлива испаряться. Это означает, что может потребоваться большее время зажигания, чтобы дать топливу в камере дополнительное время для испарения и полного сгорания. Еще одно потенциальное преимущество более низкой температуры воздуха на входе заключается в том, что октановое число может быть не таким критическим фактором, как в случае с нагретым воздухом от нагнетателя.

Также важно отметить, что это была почти производственная система, но CAS еще предстоит проделать большую работу, прежде чем полный комплект будет готов для установки в автомобиле. На фотографиях система выглядит громоздкой, но часть управления системой, расположенная рядом с двигателем, может быть легко упакована в коробку на внутреннем крыле большинства маслкаров. Единственным изготовлением будет соединение 3-дюймового впускного канала CAS с впускной трубой свежего воздуха. Конечно, вашему двигателю потребуется система подачи топлива с возможностью полного наддува и, желательно, многоточечный EFI с большими форсунками для подачи необходимого топлива.

Васнаян и Стаггемейр работают над Camaro 68-го года выпуска с малым блоком и системой CAS, поэтому мы можем вернуться через несколько месяцев, чтобы сообщить об испытаниях автомобиля и системы на драгстрипе. Один из вопросов, на который должна ответить эта система в автомобиле, заключается в том, выдержит ли одна бутылка проезд в четверть мили. Стаггемейр говорит, что бутылка из углеродного волокна имеет достаточную мощность, чтобы подавать воздух мощностью 500 л.с. в течение примерно 13 секунд или мощностью 1000 л.с. в течение 6,5 секунд.

Так сколько все это будет стоить? У Vaznaian и Staggemeir пока нет розничной цены, но они ожидают, что система мощностью 800 л.с. с одной бутылкой будет продаваться примерно за 6000 долларов. CAS рассчитывает, что к зиме 2014 года будет готова к выпуску на рынок полная производственная система. Ожидайте услышать гораздо больше о наддуве сжатого воздуха в следующем году.

Почему воздух такой холодный?

Вот где базовая физика объяснит, почему сжатый воздух дает больше мощности при том же уровне наддува. Подождите с этим, и мы обещаем, что никакой математики. Начнем с изложения некоторых очевидных моментов. Важным правилом термодинамики является то, что энергия не может быть создана или уничтожена — ее можно только преобразовать во что-то другое. Обычно в процессе выполнения работы выделяется тепло. Большее давление генерирует больше тепла в воздухе. Вы можете себе представить, насколько горячими становятся воздух и баллон, когда ваш местный магазин подводного плавания сжимает воздух до 3300 фунтов на квадратный дюйм. В этом процессе используется внешнее устройство (насос) для подачи энергии (работы) в воздух. Как только бутылка заполнена, мы позволяем бутылке остыть до температуры окружающего воздуха. Это означает, что тепло, помещенное в воздух, теперь рассеялось, но у нас будет кинетическая или накопленная энергия, потому что у нас есть бутылка с давлением 3300 фунтов на квадратный дюйм.

Теперь, когда воздух в бутылке высвобождается, энергия, помещенная в бутылку, также высвобождается. Поскольку воздух остыл, но энергия не может быть создана или уничтожена, теперь воздух будет вытягивать тепло из своего окружения. Вот почему температура нагнетания такая низкая, потому что он забирает тепло из окружающей среды, пытаясь сбалансировать количество энергии, поступающее в воздух при его сжатии. Как мы уже упоминали, Staggemeir говорит, что они измерили температуру воздуха нагнетания в баллоне при 140 градусах, но к тому времени, когда воздух проходит через линию 20 AN и все фитинги, клапаны и воздуховоды в двигатель, воздух уже нагревается примерно до 0 градусов. Это по-прежнему очень плотный воздух, поэтому двигатель реагирует таким огромным увеличением мощности. Когда давление в баллоне падает, эффект уменьшается в точке нагнетания, но в то же время воздух внутри баллона охлаждается, что помогает поддерживать очень низкую температуру нагнетания. Один чистый эффект низкотемпературного воздуха, проходящего через систему, заключается в том, что за короткий промежуток времени температура клапанов и шлангов падает, поэтому температура воздуха на входе в двигатель начинает снижаться, поскольку система начинает стабилизироваться.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *