Здравствуйте, уважаемые читатели моего автомобильного блога! Недавно я написал статейку про вождение автомобиля задним ходом, знаете, это не так уж и легко для неопытных водителей ведь есть некоторые тонкости и хитрости.
Сегодня я расскажу вам про устройство компрессора автомобиля, про то, как он работает, виды компрессоров и их преимущества, а также недостатки.
Итак, с того момента, как стали производиться двигатели внутреннего сгорания инженеры, автомобилисты и любители скорости всегда искали способы повышения мощности мотора. Один из способов — создание большого двигателя, с большим внутренним объёмом, который мог бы давать большую мощность, нежели меньший. Но такие двигатели много весят, тяжелы в обслуживании и дороги врад производстве, значит вариант не самый лучший.
Ещё один путь — это создание более эффективного мотора с нормальным размером. Это достигается тем, что в камеру сгорания подаётся больше воздуха, а чем больше воздуха, тем больше топлива может сгореть. Этим самым можно достичь более мощного взрыва, что и даёт большую мощность. Поэтому люди и добавляют компрессоры (ещё их называют нагнетателями) к впускной системе автомобиля.
Компрессор — это любое устройство, которое может создавать на выходе давление выше атмосферного.
Так, давайте теперь разберём принцип работы и устройство компрессора автомобиля.
Все мы знаем, что каждый четырёхтактный мотор внутреннего сгорания делает один такт для впуска воздух. Разделим этот такт на три шага:
- Перемещение поршня вниз.
- Создаётся разрежение.
- Под атмосферным давлением воздух засасывается в камеру сгорания.
Потом как только воздух поступит в двигатель, он объединится с топливом и они превратятся в кинетическую энергию в результате горения. Дальше энергия передаётся на колёса машины.
Если подать больше этой смеси из воздуха и топлива, то можно получить больше энергии. Но мы не можем просто так взять и подать больше топлива. Вместе с топливом при определённой пропорции должен подаваться воздух. Самая верная пропорция — это 14 частей воздуха к одной части топлива. Итог таков, чтобы сжечь больше топлива надо подать больше воздуха!
Это и есть работа нагнетателя автомобиля. На входе в двигатель компрессор увеличивает давление путем сжатия воздуха без образования вакуума. Так больше воздуха может быть смешено с топливом, что увеличит мощность двигателя. В среднем нагнетатель добавляет примерно 46 % мощности и 31 % крутящего момента.
Теперь рассмотрим устройство компрессора автомобиля на примере центробежного нагнетателя — ProCharger D1SC
Приводной ремень приводит в движение все виды механических компрессоров. Он обернут вокруг шкива, подключенный к ведущей шестерне. Эта шестерня вращает шестерёнку компрессора. Ротор у нагнетателя захватывает воздух, сжимает воздух и сбрасывает его во впускной коллектор, он может быть спроектирован по-разному, но функции остаются те же. Для того, чтобы компрессор мог создать давление воздуха, он должен вращаться быстрее, чем двигатель. Нагнетатель вращается быстрее, так как ведущая шестерня больше, чем шестерня компрессора. Скорость его вращения может превышать 50000 — 60000 оборотов в мин. Обычный эффект использования компрессора — это увеличение подачи воздуха в мотор приблизительно на 50%.
Сжимаясь, воздух становится горячее, поэтому он теряет свою плотность и не сможет сильно расширяться в момент взрыва. А это значит, что воздух не сможет освободить столько же энергии, сколько освобождается при взрыве более холодной воздушно-топливной смеси. Чтобы нагнетатель работал на пике своей возможности, этот сжатый воздух на выходе должен охлаждаться перед отправлением во впускной коллектор. В устройстве компрессора автомобиля есть такой прибор, который отвечает за этот процесс, он называется интеркулер. Они бывают двух видов: «воздух — жидкость» и «воздух-воздух». Два вида работают по идее радиатора, кстати, у меня есть статья про ремонт радиаторов, читайте если есть вопросы. Выходящий из нагнетателя горячий воздух, направляется в трубки интеркулера и там же охлаждается.
С устройством разобрались, теперь пришла пора рассмотреть виды компрессоров.
Всего есть три вида компрессоров: центробежный, двухвинтовый, роторный. Основное отличие между ними — это способ подачи воздуха. Центробежный использует крыльчатку, которая увлекает воздух внутрь, а двухвинтовый и роторный используют разные типы кулачковых валов. Все они прибавляют мощность автомобилю, но значительно отличаются по степени своей эффективности.
- Роторный компрессор.
Его конструкция является самой древней. Изобрели его два брата Фрэнсис и Филандер Рутс в 1860 году, запатентовав изобретение компрессора в виде машины, обеспечивавшая вентиляцию в шахтах. Но зато в 1900 году Готтлиб Вильгельм Даймлер добавил роторный нагнетатель в конструкцию двигателя автомобиля.
Такие устройства в основном очень велики и устанавливаются на верхней части мотора.Эти компрессоры производят очень много шума. Набирают популярность в автомобилях роддеров и дрэгстеров, так как часто выходят за габариты капота. Но всё таки такие нагнетатели самые малоэффективные из-за двух причин:
Их воздушный поток — дискретный, а должен быть сглаженным и непрерывным.
Они очень сильно увеличивают вес машины.
2. Двухвинтовой компрессор
Двухвинтовой компрессор является более эффективным, но стоит на порядок больше, так как винтовые роторы требуют большей точности в ходи работы над их производством. Есть виды двухвинтовыхнагентателей, которые располагаются над двигателем, как компрессоры вида ROOTS. Также производят очень много шума. На выходе из компрессора сжатый воздух издаёт громкий свист, который поглощается с помощью некоторых методов поглощения шума.
3. Центробежный компрессор
Вот мы и дошли до самых распространённых эффективных и мощных устройств из всех. Эти нагнетатели компактны, легки и их устанавливают на передней части двигателя, а не наверху. По возрастанию количества оборотов двигателя они характерно свистят и тогда некоторые прохожие на улице обязательно поворачивают головы в сторону автомобиля.
Работа, виды и устройство компрессоров автомобиля позади, теперь я вам перечислю их преимущества и недостатки.
Преимущества:
- Увеличение мощности автомобиля (л.с.)
- При использовании компрессора не нужна никакая процедура остановки двигателя. Нагнетатель не смазывается моторным маслом и его можно остановить привычным образом.
- Самолёты стали летать выше, так как стали использовать в двигателях компрессоры.
Недостатки:
Недостатков у таких устройств мало, а точнее самый главный один и это то, что он отнимает несколько лошадиных сил у мотора, так как компрессор работает с помощью коленчатого вала двигателя. Нагнетатель может употребить до 20 % выходной мощности двигателя. Но всё же он прибавляет 46 % и поэтому многие автолюбители всё таки ставят эти устройства на свои авто.
Несмотря на свои недостатки, а точнее недостаток, нагнетатели, как и раньше являются самым эффективным методом увеличения мощности двигателя. Он может дать от 50% — 100% увеличения мощности, что делает его настоящей находкой для спорткаров. Статья про устройство компрессора автомобиля подошла к концу и получилась очень полезной и интересной,
Вот нашёл для вас прикольное видео, в котором вы увидите мощнейший автомобиль с компрессором, смотрим!
