Механічний нагнітач або Supercharger

1. Механічний нагнітач можна умовно поділити на такі види як:
2. об'ємні нагнітачі
3. кулачковий нагнітач
4. Плюси компресорів Рутс:
5. гвинтовий нагнітач
6. Принцип роботи компресора Lysholm
7. Плюси компресорів «Лісхольм»:
8. відцентровий нагнітач
9. Принцип дії відцентрового нагнітача:
10. Плюси відцентрового нагнітача:
11. Мінуси відцентрового нагнітача:

Наши партнеры ArtmMisto

Механічний наддув - це процес збільшення тиск якоїсь суміші на впуску двигуна для підвищення маси горючої суміші в циліндрі для збільшення потужності відносно одиниці об'єму двигуна.

S upercharger (cуперчарджер) також відомий як компресор Рутса - це механічний нагнітач використовує для власного приводу енергію колінчастого вала. Він є основним елементом механічного наддуву.

Головним функціональним плюсом cуперчарджера є те що він може закачувати повітря на мінімальних обертах, абсолютно без затримки, при цьому зростання сили наддуву строго пропорційний оборотам двигуна.

Головним же мінусом cуперчарджера є те що він відбирає частину потужності двигуна на власний привід.

На даний момент механічні нагнітачі практично не використовуються. Їх місце замінили турбонагнетатели (турбокомпресори). За рідкісним винятком їх продовжують встановлювати на легкові автомобілі, якщо необхідно зробити розбіг по потужності, щоб не змінювати конструкції двигуна.

В середньому застосування механічного нагнітача забезпечує збільшення потужності двигуна до 50%, а крутного моменту на 30%. При цьому механічний нагнітач відрізняють істотні втрати потужності двигуна через витрати енергії на його привід. У різних механічних нагнітачах вони можуть становити до 30%.

Види конструкцій механічного нагнітача діляться залежно від типу приводу.

1. Пряме кріплення нагнітача до фланця колінчастого вала називають прямим приводом;

2. Ремінний привід - характеризується різними виду приводу за допомогою ременів. Ділиться на:

· Зубчастий

· Клиновий

· Плоский

3. Зубчаста передача через циліндричний редуктор

4. Ланцюговий привід;

5. Електричний привід на увазі під собою використання для приводу електродвигуна. Даний вид приводу природно є найбільш енерго-витратним і вимагає більшої потужності для акумуляторів, але при цьому він не знижує потужності двигуна.

Механічний нагнітач можна умовно поділити на такі види як:

1. Об'ємні

· Кулачковий - Roots, (Рутс, Ітон)

· Гвинтовий -

2. Відцентрові

об'ємні нагнітачі

Об'ємні нагнітачі отримали свою назву через те що принцип їх роботи полягає в простий перекачування певного обсягу повітря без стиснення.

кулачковий нагнітач

Кулачковий нагнітач є найпершим і від того найстарішим і перевіреним типом наддуву. Його історія розвитку стартувала 1859 році з роботи двох талановитих братів під прізвищем Рутс (Roots). Спочатку його використовували як промисловий вентилятор для продувки приміщень. Трохи пізніше він набув широкого застосування через свою простоту. Дві поміщені в загальний кожух прямозубиє шестерні обертаються в різних напрямках, при цьому перекачуючи певний обсяг повітря від впускного до випускного колектора.

Через 90 років іншому американському вченому Ітону прийшло в голову, як можна вдосконалити конструкцію. Прямозубиє шестерні замінили на косозубиє ротори, і повітря стало переміщатися уздовж, а не поперек як це було раніше. З того часу удосконалення нагнітачів цього типу йде по шляху збільшення кількості зубчастих лопаток (косозубих роторів). У початковій моделі Ітона «Eaton» їх було дві, а тепер складно зустріти менше чотирьох. Основними функціональними вадами нагнітачів типу Рутс є:

1. Нерівномірне пульсації подача повітря створюють періодичний недолік тиску. Збільшення кількості зубчастих-лопатей і зміна форми впускного і випускного вікна компресора на трикутне, дозволяє звести цей недолік до мінімуму. До того ж ці конструктивні рішення допомагають зробити роботу компресорів Рутса набагато тихіше і рівномірніше.

2. Під час видавлювання нестислого повітря в трубопровід де знаходитися стиснене повітря, створюється турбулентність, яка сприяє зростанню температури заряду повітря. Це негативно позначається на продуктивності погіршуючи показники калорійності паливної суміші через менш повного згоряння. Дана проблема колінчастих компресорів вирішується установкою інтеркулера.

Розвиток машинобудування дозволило повністю оцінити плюси і мінуси нагнітачів Рутса і отримати з них максимум продуктивності.

Плюси компресорів Рутс:

1. Компактність

2. Простота конструкції

3. Довговічність

4. Ефективність на малих обертах

5. Низький рівень шуму

гвинтовий нагнітач

Гвинтовий нагнітач (Lysholm) також як і компресор «Рутса» відноситься до об'ємно-роторним нагнітачів і в своїй роботі використовує ті ж принципи, але на відміну від свого більш раннього колеги робоче навантаження в ньому виконують пара роторів з взаємодоповнюючими профілями. Англійською гвинтовий нагнітач називаютLysholm в честь його винахідника Альфреда Лісхольма, який в 1936 році виготовив і запатентував на нього права.

Принцип роботи компресора Lysholm

· Починаючи зустрічну взаємне рух, пара роторів захоплює повітря.

· Уздовж роторів повітря порціями проштовхується вперед попутно стискалася.

Отже, на випуск вікна компресора не виникає турбулентності, як у компресорів «Рутса». Це є головною відмінністю від роторно-шестерних нагнітачів. Подібна схема роботи забезпечує стабільно високу ефективність на всіх рівнях навантаження.

Плюси компресорів «Лісхольм»:

1. Високий ККД (70%)

2. Надійність

3. Компактна конструкція

4. Низький рівень шуму.

Головним і єдиним мінусом компресорів «Лісхольм» є дуже складна форма роторів, через що їх виробництво є дуже витратним і як наслідок сам компресор дуже дорогий. Тому він не зустрічається в серійних авто і його виробляють дуже мало компаній.

відцентровий нагнітач

Відцентровий нагнітач отримав на даний момент найбільш широке застосування серед всіх механічних нагнітачів. Головним чином, його використовують в компонуванні турбонаддува і рідше як самостійний пристрій наддуву. Відцентровий нагнітач аналогічний турбонаддуву в плані нагнітання повітря. Його основною деталлю, як і у турбокомпресора є крильчатка. У цій деталі досить складна у виконанні конусоподібна форма і від того наскільки правильно вона спроектована і зроблена залежить ККД всього нагнітача.

Принцип дії відцентрового нагнітача:

1. Повітря проходить по повітряному сужающемуся каналу і розкручує лопаті крильчатки.

2. Розкручені лопаті, ведені відцентровою силою, відкидають повітря на периферію кожуха.

3. Там встановлений дифузор, що знижує втрати тиску. Часом він має лопатки з можливістю регулювання кута атаки.

4. Через дифузор повітря виштовхується в повітряний навколишній тунель (інакше збірники повітря) у формі равлика. Дана форма не випадкова. Потік повітря рухається по каналу, який спочатку був вузьким, а під кінець став широким, тим самим змінюється швидкість і тиск повітряної маси на необхідні.

Головний недолік відцентрового компресора пов'язаний з базовим принципом, який приводить його в дію. Для роботи йому необхідно величезна швидкість обертання крильчатки. Тиск вироблене компресором дорівнює квадрату швидкості крильчатки. Тому базова швидкість компресора починається від 40 тисяч обертів за хвилину і може досягати 200 тисяч. Зрозуміло що для розгону на таку швидкість ремінь приводу повинен працювати вкрай швидко. Через що від роботи цього наддуву з'являється дуже сильний шум і деталі піддаються швидкого зносу. Частково проблема шуму вирішується установкою додаткового мультиплікатора, при цьому втрачаючи частину ККД механічного нагнітача.

Величезне навантаження накладає високі вимоги на якість матеріалів і точність обробки деталей нагнітача.

До ще одного мінуса даного механічного нагнітача можна віднести його інерційний дію, проявляє себе в відставанні спрацьовуванні. На малих обертах його ефективність незначна, але при збільшенні оборотів відбувається швидкий скачок в потужності. Через цю особливість відцентровий нагнітач встановлюють на машини, де потрібна висока потужність і швидкість, натомість інтенсивності розгону.

Плюси відцентрового нагнітача:

Низька ціна і простота установки відцентрового нагнітача зробили його дуже популярним серед автолюбителів.

Мінуси відцентрового нагнітача:

Підвищений знос, шум і ефективність збільшення потужності виключно на високих оборотах.

за матеріалами Turbokom.ru