Suflante mecanice. Ce sunt

În procesul de producție de mașini, inginerii se gândesc nu numai la introducerea tehnologiei de ultimă generație, aspectul modern și siguranța de primă clasă. Astăzi, motoarele auto cu ardere internă încearcă să facă mai puțin și să obțină mai multă eficiență. Introducerea unui compresor mecanic este una dintre aceste moduri - de a „strânge” maximum, chiar și de la un motor mic cu 3 cilindri.

Ce este un compresor mecanic, cum este aranjat și funcționează, care sunt avantajele și dezavantajele acestuia - să vorbim despre asta mai târziu.

Ce este un supraîncărcător mecanic

O suflantă mecanică este un dispozitiv care furnizează forțat aer sub presiune ridicată pentru a crește masa amestecului combustibil-aer. Compresorul este acționat prin rotația fuliei arborelui cotit, de regulă, dispozitivul este comunicat printr-o curea. Compresia forțată a aerului cu un turbocompresor mecanic asigură suplimentar 30-50% din puterea nominală (fără compresor).

Principiul de funcționare a presurizării mecanice

Indiferent de tipul de design, toate suflantele sunt proiectate pentru a comprima aerul. Compresorul de acționare începe să funcționeze imediat ce motorul pornește. Arborele cotit, printr-un scripete, transmite cuplul compresorului și care, la rândul său, prin rotirea lamelor sau rotorilor, comprimă aerul de admisie, îl alimentează cu forța în cilindrii motorului. Apropo, viteza de funcționare a compresorului este de multe ori mai mare decât viteza arborelui cotit al motorului cu ardere internă. Presiunea creată de compresor poate fi internă (creată în unitate) și externă (presiunea este creată în conducta de refulare).

Dispozitiv de presurizare mecanică

Un sistem standard de suflare constă din următoarele elemente:

• direct compresorul;
• clapetei de accelerație;
• supapă de bypass cu amortizor;
• filtru de aer;
• presometru;
• un senzor de temperatură a aerului din galeria de admisie și un senzor de presiune absolută.

Apropo, pentru compresoarele a căror presiune de funcționare nu depășește 0,5 bar, nu este necesară instalarea unui intercooler - este suficient să se îmbunătățească sistemul de răcire standard și să se asigure o intrare rece în proiectare.

Suflanta de aer este controlată de poziția clapetei de accelerație. Când motorul este la ralanti, există o posibilitate de suprapresiune în sistemul de admisie, ceea ce va duce în curând la o defecțiune a compresorului, astfel încât aici este prevăzut un amortizor de bypass. O parte din acest aer curge înapoi la compresor.

Dacă sistemul este echipat cu un intercooler, atunci gradul de compresie a aerului va fi mai mare din cauza scăderii temperaturii acestuia cu 10-15 grade. Cu cât temperatura aerului de admisie este mai scăzută, cu atât procesul de ardere are loc mai bine, apariția detonației este exclusă, motorul va funcționa mai stabil. 

Tipuri mecanice de presurizare

De-a lungul deceniilor de utilizare a unui compresor mecanic, producătorii de mașini au folosit diferite tipuri de acționări, și anume:

• antrenare directă - direct de la cuplarea rigidă cu flanșa arborelui cotit;
• centură. Cel mai comun tip. Se pot folosi curele dentate, curele netede și curele nervurate. Transmisia se remarcă prin uzura rapidă a curelei, precum și probabilitatea de alunecare, în special pe un motor rece;
• lanț - asemănător cu o curea, dar are dezavantajul zgomotului crescut;
• angrenaj - există, de asemenea, zgomot excesiv și dimensiuni mari ale structurii.

Compresor centrifugal

Tipuri de compresoare mecanice

Fiecare dintre tipurile de suflante are o proprietate de performanță individuală și există trei tipuri de suflante:

• compresor centrifugal. Cel mai comun tip, care arată foarte asemănător cu un turbocompresor cu gaz de eșapament (melc). Utilizează un rotor, a cărui viteză de rotație ajunge la 60 rpm. Aerul intră în partea centrală a compresorului la viteză mare și presiune scăzută, iar la ieșire imaginea este inversată - aerul este furnizat la cilindri la presiune mare, dar la viteză mică. În mașinile moderne, acest tip de compresor este utilizat împreună cu un turbocompresor pentru a evita întârzierea turbo. La viteze mici și în condiții tranzitorii, „melcul” de antrenare va furniza aer comprimat în mod stabil;
• şurub. Elementele structurale principale sunt două șuruburi conice (șuruburi) instalate în paralel. Aerul, care intră în compresor, trece mai întâi prin partea lată, apoi este comprimat datorită rotației a două șuruburi care se rotesc spre interior. Ele sunt instalate în principal pe mașini scumpe, iar prețul unui astfel de compresor în sine este considerabil - complexitatea designului și eficiența afectează;
• cam (Rădăcini). Este unul dintre primele supraîncărcătoare mecanice instalate pe motoarele auto. Rădăcinile sunt o pereche de rotoare cu o secțiune de profil complexă. În timpul funcționării, aerul se deplasează între came și peretele carcasei, comprimându-se astfel. Principalul dezavantaj este formarea presurizării excesive, prin urmare, proiectarea prevede un ambreiaj electromagnetic pentru controlul compresorului sau o supapă de by-pass.

Compresor cu șurub

Compresoarele mecanice pot fi găsite pe mașini de la producători cunoscuți: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac și altele. Acestea sunt instalate pe motoare cu volum mare sau într-o mașină mică în tandem cu o turbină alimentată cu energie de gaz.

Rădăcinile compresorului

Avantajele și dezavantajele unui circuit de supraalimentare mecanică

În ceea ce privește dezavantajele:

• acționarea compresorului cu ajutorul unei acționări de la arborele cotit, astfel supraalimentatorul ia o parte din putere, deși o compensează cu succes;
• nivel ridicat de zgomot, în special la viteze medii și mari;
• la o presiune nominală mai mare de 5 bari, este necesar să se schimbe designul motorului (instalați pistoane puternice cu biele, reduceți raportul de compresie instalând o garnitură groasă a chiulasei, montați un intercooler);
• calitate slabă a compresoarelor centrifugale nestandardizate.

Pe fond:

• cuplu stabil deja de la ralanti;
• capacitatea de a opera mașina fără a fi nevoie să câștige turația motorului peste medie;
• lucru stabil la viteză mare;
• față de turbocompresor, suflantele sunt mai ieftine și mai ușor de întreținut și nu este nevoie să reproiectați sistemul de ulei pentru a furniza ulei la compresor.

Întrebări și răspunsuri:

Cum funcționează o suflantă mecanică? Carcasa suflantei are un difuzor. Pe măsură ce rotorul se rotește, aerul este aspirat și direcționat către difuzor. De acolo, intră în cavitatea care consumă acest aer.

Pentru ce este destinată o suflantă mecanică și cum funcționează? Această unitate mecanică comprimă gazul fără să-l răcească. În funcție de tipul de suflantă (designul mecanismului de colectare a gazului), acesta este capabil să creeze o presiune a gazului peste 15 kPa.

Ce fel de suflante există? Cele mai comune suflante sunt centrifuge. Există, de asemenea, șurub, came și piston rotativ. Fiecare dintre ele are propriile caracteristici de lucru și presiunea generată.