ГАЗ 24 Марианна '84 V8 292ci › Бортжурнал › Нагнетатель (Supercharger) азы установки с карбюратором на V8. Двигатель на нагнетатель


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 автомобиля может негативно сказаться на ресурсе двигателя. Это и так, и не так. 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.

При использовании нагнетателей температура оказывает вполне фундаментальное воздействие. Так уж выходит, что сжатие воздуха всегда сопряжено с повышением его температуры. В некоторых компрессорах это повышение не столь существенно, но в любом случае для увеличения воздушного заряда и снижения потери мощности на привод нагнетателя воздух необходимо охлаждать.

Еще более важна другая 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 более высокооктановые сорта топлива, но чаще всего этого оказывается мало. При достаточно больших значениях давления приходится производить декомпрессию, т. е. снижать степень сжатия. При использовании нагнетателей рекомендуется изменить настройку по зажиганию. Правильный подбор свечей зажигания также немаловажен. На самом деле при установке наддува вопросов возникает куда больше.

❗ Установка компрессора на серийный двигатель может привести к различным результатам. Даже готовые комплекты от известных фирм не могут предусмотреть всех нюансов вашего автомобиля. В любом случае установка механического наддува требует высокого профессионализма.

Спасибо, что прочитали статью до конца 👍Удачи на дорогах 😉

www.drive2.com

ГАЗ 24 Марианна '84 V8 292ci › Бортжурнал › Нагнетатель (Supercharger) азы установки с карбюратором на V8.

В последнее время, активно обсуждается данная тема, установки такого агрегата на свои двигателя V8, главным образом имею в виду ЗМЗ, здесь хотелось бы поделится с обывателями и читателями, кое какими скопившимися знаниями, так как я сам хотел ставить ЯАЗ 204 на ЗМЗ 53, но по финансовым обстоятельствам, проект пришлось заморозить.

Небольшое отступление пояснение:Нагнетатель — компрессор для предварительного сжатия воздуха или смеси воздуха с топливом, поступающих в цилиндры двигателя внутреннего сгорания и увеличения массового заряда горючей смеси. В итоге из-за более высокой суммарной калорийности поступающей в цилиндры топливо-воздушной смеси, повышается мощность двигателя.

Речь пойдет о СУПЕРЧАРДЖЕРЕ, историю, типы и тому подобное можно в почерпнуть и узнать, если кто не в курсе, на просторах интернета, по части информация повторяется везде и по сути указано одно и то же. И речь пойдет здесь совсем не об этом.Чему посвящен и почему написан данный «Мемуар»? А ответ прост, для того, что бы познакомится с азами и правильной ознакомительной информацией, касаемо, теории и установки сего агрегата на V8.Те кто озадачился оснащением своего горячо любимого V8 Суперчарджером столкнется с проблемой, отсутствия какой либо информации на руссом языке посвященной этой тематике и как всегда нужно идти и копать Американскае ресурсы, здесь хотелось бы немного облегчить данную задачу начинающим и рассказать азы тех или иных аспектов.Это не подробная инструкция по установке и не дессертация с расчетами и математическими формулами и алгоритмими, суть донести до людей основу и понимание главных аспектов.Для начала нужно определится с бюджетом и уже следовательно исходя от него можно переходить к конфигурации двигателя.

Перейдем к основе, то есть к нагнетателю, что есть перед нами, огромный выбор девайсов и готовых китов, из США, единственное, но это цена, можно в легкую уложится в мильенчик другой рублев, тем более с нынешним курсом зеленых бумажек.Из доступных нагнетателей мы можем рассматривать два отечественных варианта, это ЯАЗ 204, 206 с советских 2-х тактных дизельных двигатеилей. Цена от 10-35тр в зависимости от состояния модели и барыжности продавца.По показателям 204й, как и 206й можно вполне и жахнуть под 2 Бара.

ЯАЗ 204

ЯАЗ 204

ЯАЗ 206

ЯАЗ 206

Под 206й ко всему почти один в один подходит по посадке, впускной коллектор с американцев, что упрощает адаптацию его, скажем на шеви смол блок, так же можно подобрать другую сопутствующую всячину.

Заморский аналог 206го, можно отчетливо прорисовать сходство, так как наши наработки были заимствованы именно с Американских дизельных двигателей, при этом можно сказать дословно скопированы c GM-6-71.

С 204 проблемней, но и для него можно найти переходники, киты пластины для крепления карбюратора, но его класс не так популярен в США, а подобные нагнетатели GM-4-71 ставят в основном на Фордовский Фледхэд и подобные кастомные роды.

Что мы и наблюдаем на фото

Детройт Дизель GM-4-71 (ЯАЗ-204)-Тип ротора, 3 лепестка 30º спираль Шариковый / роликовый подшипник-Длина ротора 10 дюймов-Высота ротора 7,500 дюймов-Кубические дюймы за оборот (CID / Rev ): 280 (по другим данным 274)Данные приблизительные.

Детройт Дизель GM-6-71 (ЯАЗ-206)-Тип ротора, 3 лепестка 30º спираль Шариковый / роликовый подшипник-Длина ротора 15 дюймов-Высота ротора 7,500 дюймов-Кубические дюймы за оборот (CID / Rev): 353-420 (по другим данным 411- 472)Данные приблизительные.Под ЗМЗ и так и так надо будет варить впускной коллектор, под посадку, с впуском Чайковским и тем же 41м, еще возникает проблема с охлаждающей рубашкой под впуском сразу идут каналы и придется серьезно повозится с переваркой, либо изготавливать впуск с нуля, это самый правильный вриант, у 53го семейства поздний впуск СО считаю больше подходит под распил, НО с круглыми каналами не очень подходит по сечению, но как крайний вариант, можно использовать его (так сказать для понту дела, если собирать шоу кар).

Полный размер

Фланец под ЯАЗ 204

Давление (наддув) измеряют в Атмосферах, что касается компрессоров, нагнетателей, турбин то Бар, а за океаном используют величину Psi-фунты на квадратный дюйм, регулируется в Суперчарджере передаточным отношением шкива, а именно его размером, то есть с максимальных 1Бара, можно ограничить путем увеличения или уменьшения шкива (простой пример передача цепной передачи с педалей на колесо на велосипеде) скажем до 0,5Бар (8psi).Так же из доступных можно использовать нагнетатели японских производителей, тут я не спец, уж увольте.

Effective Compression Ratiо ( эффективная степень сжатия)Эффективная степень сжатия, что же это, всем известный факт, что степень сжатия при наддуве увеличивается и ее нужно понижать, в тех или иных случаях, так вот ECR и есть та степень сжатия, которая будет при наддуве. Как высчитать ее приведено ниже.Формула :Эффективная степень сжатие = ((Boost PSI / 1атмосферу) + 1)) x Текущая степень сжатия1 Атмосфера = 14,7 PSI1 бар = 14,5 PSIПример ЗМЗ 53:10 PSI ((0,7бар)С.Ж. берем за основу 6,7((10 / 14,7) +1)) х 6,7 = 11,25 в пике.

Теперь можно рассмотреть и производительность карбюратора под негнетательРасчет CFM карбюратора под Нагнетатель.

Из заголовка уже ясно, что приведено ниже.Формула:CFM max = ((dicplacement x RPM) / 3,456) х ((max Boost / 14,7) + 1)dicplacement — Объем двигателя в кубических дюймах (СID)RPM — максимальные обороты двигателяMax Boost – Давление наддува в PSIПример берем снова наш знакомый всем ЗМЗ 53:4,3л это примерно 260CIDRPM допустим 5000Наддув 0,7БАР и того 10PSI((260 х 5000) / 3,456) х ((8 / 14,7) +1) = 633 CFMЧто касается производительности карбюратора, то в копе с нагнетателем нужно четко подобрать карбюратор под конфигурацию двигателе, так как если пролететь с расчетом, то слишком бедная смесь вызовет детонацию, и тут, лучше уж немного переобаготить смесь.Хотя по конфигурации и наполнению двигателя ЗМЗ 53 возможно, что карбюратора Holley 600 CFM Supercharger будет вполне достаточно, хотя можно отдать предпочтение 700CFM, тут все зависит от конфигурации конкретного двигателя и сколько планируется дуть в него Бар. (мотор может уйти за 5000, потому планку мак. в расчетах лучше ставить в 6000об/мин, для подбора карбюратора.)Для уличного мотора лучше ограничится 4,5-10 PSI наддува, тут каждый решает сам.

Передаточное отношение шкивов.В нашем случаи начинать лучше с передаточного отношения 1:1 это оптимальное соотношения, для достижения 0,7-0,8Баб (10-12PSI) при не сношенном новом нагнетателе, если нагнетатель бывалый и имеет выработку, то имеет смыл идти на увеличения передаточного, для достижения заявленных выходных параметров.

Система охлаждения воздухаЕсли посмотреть в сторону турбированных двигателей с применением, так называемого Turbocharger (Турбин, Улитка…)то мы сразу обращаем внимание, на систему охлаждения предпускового воздуха, или так называемые интеркуллеры, они бывают как воздушного, так и жидкостного охлаждения, подробно о них написано уйму информации в сети, смысла писать про них, тут нет.Так вот, если обратится к двигателям V8 с Supercharger (Механическим нагнетателем), то многие скажут, что интеркулеры на них не ставят, по сути от части они будут правы, хотя и не совсем, об этом поговорим ниже.

Для начала отступление, воздух сжимается и идет нагрев, ко всему еще от мехачических частей нагнетателя и двигателя, всем известные факты, так вот при надуве скажем 1Бар, эффективность КПД в этом случае без охлаждения воздуха падает примерно на 30%, это совсем не есть хорошо. Тем самым еще нагрев вызывает склонность к детонации. Кстати, именно от части борьбы с детонацией, каналы впускного коллектора и ГБЦ делают прямоугольными, а не круглыми, с применением Supercharger, воздух проходя через прямоугольный канал, грубо говоря лучше охлаждается, не знаю лукавство, это или нет, но если присмотрется, все коллектора идут с прямоугольными каналами и думаю Американцы не идиоты в этой сфере и не будут бросать пустых слов. Хотя с последним утверждать не буду.

Теперь к сути, Берется ви эйт на коллектор ставится нагнетатель на него карбюратор и вперед в путь дорожку, так то оно так, но в действительности на серьезно подготовленном двигателе с Supercharger заточенном на отдачу с серьезными показателями, а не как шоу кар, применяются интеркулеры жидкостного охлаждения. К примеру, CHILLER.

Во много по, этому многие кто искал, не могли найти интеркуллер на V8 под нагнетатель.CHILLER представляет собой радиатор жидкосного охлаждения, устанавливается он между впускны коллектором и нагнетателем, к нему подводятся трубки с подачей и оттоком воды, впереди машины ставится основной радиатор или два, принудительно охлаждабщиеся вентиляторами, под капотм размещается бачок для наполнения системы водой, либо льдом для быстрого старта, когда нужно быстро и эффективно охладить систему в короткий промежуток времени, циркуляция воды в системе осуществляется насосом.На фото подробно предоставлен обзор данного устройства, для лучшего визуального восприятия.

В прочем до 0,7бар можно обойтись и без охлаждения. Но главный аспект в постройке наддувного мотора, это точная регулировка и корректировка смеси и зажигания, здесь в помощь лямбда и датчик температуры выхлопных газов, трамблер если это моторы ЗМЗ, то можно выкинуть в помойку родной, нужен адаптивный блок со штатов тащить, можно присмотреться к производителям MSD более менее трамблер подходит от Мопаров под отвертку, через переходник в привод ЗМЗ такой встает без проблем.

Клапан сброса давления.При избыточном давлении, когда двигатель не в состоянии проглотить заряд, создается повышенное давление, в результате чего возможны всплески пламени вверх с хлопками, через карбюратор минимум. По сути, это бомба замедленного действия, последствия могут быть плачевными, вплоть до разрыва впускного коллектора, или корпуса нагнетателя.Что бы избежать и снизить риск подобных происшествий, очень важный аспект использовании во впускном коллекторе клапана сброса давления, либо использование петли, или еще как называют "Вакуумный клапан bypsss"

Конструкция представляет собой: стальную пластину, прокладку, 2 пружины, 2 тарелки под пружины и 2 болта.Во впускном коллекторе сверлятся три отверстия, одно центральное и два с боку под боты, где нарезается резьба под них.

Принцип работы очень прост, давление давит на слабое место во впуске, в результате пружины сжимаются отодвигая пластину и выпускают избыток наружу, после чего пластина снова прижимается к коллектору.Опять же отсутствие в нашем случаи не критичен.ГБЦ и ГРМ под нагнетатель…в процессе подготовки к публикации.))

— Позже информация будет добавляться, по мере возможности и желания.Если у вас имеются дополнения, к выше перечисленному с радостью выслушаю.

Имеющаяся запись разрешается с повторному использованию, при указания первоисточника.

www.drive2.ru

Установка компрессора на двигатель — бортжурнал ЗАЗ 968 М Compressor 1994 года на DRIVE2

Работы, проведенные ранее, и результатами которых поделился с Вами, позволили получить хорошо крутящийся и "легкий" мотор. Все хорошо… Но хотелось ДРАЙВА! А поэтому решил использовать свое инженерное образование и опыт для существенного увеличения мощности. Рассматривался вариант стандартной турбины. Вроде бы и коллектор переварить не так трудно и места много… Да, есть трудности с охлаждением и смазкой, но это так — несущественное. Турбояма! — вот что склонило мнение в сторону механического компрессора. Неделя пролетела за разработкой концепции и, непосредственно, эскизной документации компрессора. Могу сказать точно — проект эксклюзивный.Вся конструкция, за исключением улитки — собственной разработки и изготовления. Расчет производительности выполнен, исходя из максимальной отдачи на 5000-6000 об/мин. Принцип действия — клиноременная передача от мультипликатора, в качестве которого выступает ротор генератора-вентилятора (проточка на корпусе ротора).Рабочие обороты — 40000-50000 об/мин. Пришлось повозиться с балансировкой — первые подшипники (японские) жили недолго. Краткий расчет такой:Расчет передаточных соотношений для установки турбинымакс. об. двигателя = 4500 об/мин.Диам. средний шкива колен.вала = 150 ммДиам. средний ведомого шкива генератора = 52 ммДиам. средний ведущего шкива генератора = 120 ммДиам. средний ведомого шкива турбины = 27 мм150/52 = 2.88макс.об. генератора = 4500*2.88 = 12960 об./мин.120/25 = 4.44макс.об.нагнетающего колеса = 12960 *4.44 = 57540 об./мин.(Практические измерения передаточного отношения — 11).макс.об.нагнетающего колеса = 4500 *11 = 49500 об./мин.Длина ремня привода нагнетающего колеса 2108-2701720 (AVX10-713) – 713 ммСечение ремня 10*8.5*5, угол клина 39 град.Линейная скорость ремня на шкиве генератора-турбины4883 м/мин = 81 м/с

Из проблем — охлаждение двигателя. Без компресссора температура редко поднималась выше 90 град, даже в жару. С компрессором — до 110. Тем более, учитывая "зажигательный" характер моей "девочки".Мало помогали и огромный масляный радиатор, подключенный в главную магистраль. В общем, для коротких заездов установка компрессора на двигатель очень заманчива, но, все-таки, просится мотор 1.5-16V с тосолом.

Цена вопроса: 1 000 ₽ Пробег: 50000 км

Нравится 101 Поделиться: Подписаться на машину

www.drive2.ru

Что такое нагнетатель воздуха?

Двигатель внутреннего сгорания – это очень старое изобретение. Однако практически сразу инженеры стали придумывать как бы увеличить коэффициент полезного действия двигателя не слишком вмешиваясь в его устройство. На этом моменте и был изобретен нагнетатель воздуха. Принцип работы двигателя основан на том, что при впуске в цилиндры двигателя поступает смесь топлива и кислорода, которая сгорает, образуя расширяющиеся газы. Однако для качественного и эффективного сгорания топлива необходимо определенное количество кислорода. Со временем было рассчитано, что оптимальным соотношением кислорода и топлива является соотношение 1:14,7. Нагнетатель воздуха позволяет увеличить мощность двигателя в два раза.

Автомобильные нагнетатели

То есть, говоря простым русским языком, если к давлению в одну атмосферу добавить еще одну атмосферу, то выйдет в два раз больше поступающего в цилиндры кислорода. К примеру, обычный двигатель 1.5 литра при давлении компрессора равному немного более атмосферы повысит мощность до уровня 3-х литрового двигателя без компрессора. И это ни разу не конечная остановка: можно расточить картер и головку блока цилиндров до большего объема, что означает больше поступающего кислорода и еще больше мощности. Однако обычно нагнетателя ставят на малообъемные двигатели, чтобы увеличить мощность на маленьком двигателе. Основными типами нагнетателей являются:

  • Центробежные
  • Roots
  • Винтовые

Далее предложен разбор каждого конкретного типа.

Немного исторических сведений

Использовать нагнетатель воздуха в своих разработках первыминачали;Alfa Romeo Mercedes и Fiat.Вообще же идея применять механический компрессор была придумана и разработана практически сразу же после изобретения самого ДВС уже в 1885 г ученый Готтлиб Даймлер оформил патент на свой нагнетатель воздуха. Внешне его идея немного отличалась от нашего понимая сути нагнетателей: он предлагал, что некий насос или специальный вентилятор будет нагнетать в двигатель большую нежели, обычно порцию кислорода. Вскоре, всего через 7 лет, в 1902 году Луис Рено получил свой патент на конструкцию центробежного нагнетателя. Рено даже сделали выпуск малой серией автомобиля с нагнетателем, однако в дальнейшем проект забросили. Альфред Бюхи так же в 1905 году придумал свой турбонагнетатель, который работал с использованием выхлопных газов. Известные roots носят фамилию своих изобретателей изобрели их еще аж 1859 году братья Рутс. Из себя рутс представляют роторно-шестерёнчатые компрессоры. Винтовой компрессор был изобретен значительно позже, в 1936 году, патент принадлежит Альфу Лисхольму, главному инженеру SRM. У всех этих устройств есть один общий момент, в свое время, а это почти 100 лет назад, они не получили должного распространения ввиду заторможенности общего технического процесса. Зато ныне компрессор – это важная составляющая современного автомобиля.

Центробежный нагнетатель

Центробежный механический компрессор сейчас имеет широчайшее распространение среди любителей тюнинговать свои авто. Конструкционно центробежный нагнетатель воздуха наиболее близок к турбо наддуву, так как принципы их конструкции очень близки. Основной принцип работы заключается в следующем. Внутри корпуса установлена крыльчатка самая главная деталь компрессора. Говоря в общем крыльчатка представляет собой колесо с лопастями, отдаленно напоминающее корабельный винт. Оттого насколько хорошо и правильно выполнено это колесо зависит то, насколько нагнетатель воздуха будет результативен. В общем, воздух попадает внутрь “улитки” и его захватывают лопасти крыльчатки. Захваченный воздух лопасти закручивают и с помощью центробежной силы отбрасывают его на отдаленные участки корпуса, где есть диффузор, который ловит этот воздух. Диффузор предназначен для восприятия подаваемого крыльчаткой воздух так, чтобы созданное давление не терялось. Далее воздух подается в кольцевидный тоннель, который идет вокруг всего корпуса. Именно из-за этого тоннеля центробежный нагнетатель воздуха и называют улиткой. Подобная конструкция создает условия для увеличения давления воздуха. Суть в том, что воздух, который движется по каналу движется быстро и имеет маленькое давление, а потом конец канала резко расширяется. Благодаря этому скорость воздуха несколько падает, а вот давление значительно увеличивается.

По факту давление, что создает этот компрессор равно скорости крыльчатки, умноженной на саму себя. Скорости могут быть разными, преимущественно от 40 000 об/мин. Сам механизм довольно шумный, так как в действие он приводится ремнем от шкива коленчатого вала автомобиля. Некоторые производители устанавливают в корпусе еще и повышающую передачу, что позволяет сохранить ресурс турбины до 80 000 км и существенно уменьшить шум, что создает компрессор при работе.

Компрессор типа Roots

Нагнетатель воздуха типа рутс – это представитель класса объемных нагнетателей. В плане своего устройства такой механический компрессор очень прост и больше всего напоминает обычный масляный шестеренчатый насос. Корпус имеет овальную форму. Внутри него установлены оси, на которых вращаются в противоположные стороны два ротора. Между роторами и корпусом поддерживается специальный зазор. Этот нагнетатель воздуха отличается от всех остальных тем, что сжатие воздуха происходит не в корпусе, а во внешнем трубопроводе. Из-за этого рутсы часто называют “механический компрессор с внешним сжатием”. За счет вращения роторов воздух захватывается и сквозь маленькие зазоры между корпусом и ротором выдавливается в трубопровод под давлением. Однако хоть такая система и имеет поклонников она же и главный минус. Так как нагнетатель воздуха осуществляет сжатие вне своего корпуса он может это осуществлять только до определённых значений, после которых воздух начинает просачиваться в обратную сторону. Исправить этот момент можно увеличением скорости ротора, но это тоже возможно только в определенных пределах. Механический компрессор типа рутс имеет еще один минус: при просачивании воздуха в трубопровод не под давлением создается турбулентность, благодаря которой воздух нагревается еще больше. Так как температура воздуха и так растет из-за того, что он сжимается, а тут температура еще выше поднимается. Положительными моментами можно назвать заметно меньший шум от работы по сравнению с “улиткой”; и отсутствие характерного им свиста: рутс имеют свою особую тональность. Однако из-за роторного принципа работы наддув сопровождается пульсацией давления. С пульсацией инженерам удалось справиться достаточно быстро – роторам придали спиралевидную форму, а форму входного и выходного отверстия изменили на треугольную. С помощью таких ухищрений удалось добиться равномерной и тихой работы. Еще одним большим плюсом является то, что такой нагнетатель воздуха проявляет свою эффективность уже на малых оборотах коленчатого вала, в отличие от центробежного, что очень положительно влияет на динамику разгона автомобиля.

Винтовой нагнетатель воздуха

Механический компрессор для автомобиля такого типа имеет удивительную схожесть ни с чем иным как с мясорубкой, разница только лишь в том, что шнеков два. По форме и основному принципу винтовые напоминают “рутс”, но имеют основное различие – сжатие воздуха происходит внутри корпуса. Два ротора имеют взаимодополняющие выступы и отверстия, они вращаются всегда в зацеплении, но с небольшим зазором между друг другом. Винты загребают воздух, который сжимается между роторами и подаётся дальше под действием вращательного движения винтов. Потери при таком сжатии чрезвычайно малы, а степень сжатия очень велика. Однако при достижении слишком больших оборотов роторов может возникнуть необходимость внешнего охлаждение корпуса. Зато при стандартных показателях скорости вращения эффект от прироста мощности появляется при любых оборотах коленчатого вала автомобиля. Также плюсами можно назвать компактность конструкции при высокой мощности, долговечность и отсутствие шума при работе. Этот механический компрессор имеет достаточно плюсов, должен иметь и минус винтовые нагнетатели мало распространены из-за своей дороговизны. Производить их очень сложно, поэтому и цена является высокой. Однако некоторые тюнинг ателье устанавливают на автомобили именно винтовой компрессор.

Итоги о нагнетателях

Когда речь зайдёт об установке нагнетателя для автомобиля от очень многих можно услышать, что компрессор существенно уменьшит ресурс двигателя. Это не совсем правда.

Требуется соблюдать меру и понимать, когда компрессор благоприятно влияет на двигатель автомобиля, а когда нет. Слишком высокие обороты могут действительно привести к поломке двигателя, а вот на применение нагнетателя на низких оборотах для повышения крутящего момента наоборот только положительно повлияет на ресурс.

Однако если нагнетатель будет использоваться для получения большой мощности заранее необходимо заменить многие детали на более прочные, чтобы не винить компрессор в поломке двигателя.

Похожие статьи:

autodont.ru

Суперчарджер (Нагнетатель) 1 часть… начало долгого и интересного пути — бортжурнал Лада 2101 в сердцах [Я

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 зависимости от давления воздуха, его температуры и состава топливовоздушной смеси! Если надо убрать компрессор, например, при продаже автомобиля, то это делается без особых проблем, и Вы опять получите стандартный автомобиль.

Почему не турбина?

Во-первых, у компрессора постоянный ременный привод. Это значит, что давление наддува зависит от оборотов двигателя и его, компрессора, эффект растянут по оборотам и двигатель становится более "универсальным", причем эффект заметен и при малых оборотах, чего не скажешь о турбине, а на больших — заметно превосходит эффект турбины!

Во-вторых, турбина требует постоянного подвода масла под давлением, неполадки в системе смазки быстро скажутся на турбине, она попросту практически сразу выйдет из строя в силу своей конструкции. Механический нагнетатель же предлагаемой конструкции требует периодичной запрессовки пластичной смазки, по принципу водяного насоса в заднеприводных а/м ВАЗ, вот и все! Никаких предельных температур, агрегат долговечен!

В-третьих, Как говорилось ранее, при установке компрессора (нагнетателя) не требуется каких-либо серьезных вмешательств в конструкцию двигателя, в отличие от турбины — там придется приобретать дорогой выпускной коллектор стоимостью около 100$, не считая стоимости самой турбины. Ну и конечно же стоит упомянуть про сложность настройки и обслуживания турбины, которая под силу только специалистам. "У компрессора" все намного проще — надо просто топливными жиклерами подобрать состав смеси, чтобы не переобеднялась, что под силу любому карбюраторщику с газоанализатором! На инжекторном двигателе — соответствующим образом изменить программу управления двигателем, что также легко осуществимо в наших условиях.

Дорого?

Отнюдь. Стандартный тюнинг двигателя, чтобы его мощность реально превосходила мощность стандартного на 15-30%, хотя бы для автомобилей ВАЗ, будет стоить в районе 300-500$. Турбина в сборе с установкой стоит около 300$.

Компрессор же, конструкция которого предлагается здесь, обойдется Вам в цену не более 150$! Разница ощутима? А если применить компрессор к уже тюненому двигателю? Или поставить его на РПД (роторно-поршневой двигатель)? Мощность уже поднимется значительно, при оптимальной цене переделок. В любом случае, простота конструкции, высокая эффективность и низкая цена привлекательны для приверженцев эксклюзива, чем и является предлагаемый агрегат!

Роторно-шестеренчатые компрессоры (типа ROOTS)

Ранее широко использовались для воздухоснабжения двигателей. Характеризуются сравнительной простотой конструкции, достаточно большим сроком службы, уравновешенностью, высокой чистотой подаваемого воздуха и благоприятной зависимостью изменения давления за компрессором от частоты вращения его роторов, что весьма важно при работе двигателя на переменных режимах.

В процессе переноса от впускного окна к выпускному воздух в рабочей полости не сжимается, т.е. отсутствует так называемое внутреннее сжатие, поэтому роторно-шестеренчатые компрессоры часто называются компрессорами с внешним сжатием. Вследствие этого роторно-шестеренчатые компрессоры работают достаточно эффективно лишь при умеренной степени повышения давления, равной отношению давления на нагнетании к давлению на всасывании. С ростом последней КПД компрессора заметно падает. К недостаткам рассматриваемых компрессоров относятся также сильная зависимость КПД от величины зазоров между рабочими органами компрессора, сильный шум и пульсации давления нагнетания, особенно в случае применения более простых в изготовлении прямозубых роторов.

Наибольшее распространение получили роторно-шестеренчатые компрессоры с двумя одинаковыми роторами и поперечным расположением в корпусе впускного и выпускного окон.

На рисунке приведена принципиальная схема роторно-шестеренчатого компрессора. В неподвижном корпусе 1 равномерно вращаются в противоположном направлении роторы 2 и 3. При вращении роторы не касаются один другого и корпуса, что обеспечивается подшипниками, установленными в торцах корпуса, и синхронизирующей зубчатой передачей, служащей также для привода ведомого ротора 3. Функции органов распределения выполняют роторы, кромки которых перекрывают впускные и нагнетательные окна в корпусе.При повороте роторов из положения I в положение II нижний ротор вытесняет в пространство нагнетания некоторый объем воздуха. Одновременно, вследствие того, что зуб верхнего ротора отошел от кромки выпускного окна, под действием перепада давлений происходит обратное перетекание сжатого воздуха из полости нагнетания в полость, образованную верхним ротором и корпусом. Перетекание будет продолжаться до тех пор, пока давление в этой полости и давление нагнетания не станут одинаковыми. С момента выравнивания давлений до момента, соответствующего положению III, происходит чистое выталкивание. Положение III по протеканию рабочего процесса в компрессоре равнозначно положению I, так как роторы одинаковые. Поэтому для двузубчатого роторно-шестереночного компрессора период пульсации скоростей и давлений в проточной части соответствует 90° угла поворота ротора.

Для улучшения равномерности подачи воздуха и уменьшения шума роторы делают спиральными. Однако применение таких роторов или окон клиновидной формы может лишь уменьшить пульсацию давления – полностью устранить ее в компрессоре с внешним сжатием невозможно. В случае использования трехзубчатых роторов период пульсации скорости и давления в проточной части соответствует 60° угла поворота роторов; амплитуда пульсаций по сравнению с двузубчатыми роторами меньше.

Вот в принципе пока всё что нужно, но и это я думаю не конец…

СМОТРИМ

Вот собственно и он сам, с виду ничего серьёзного но потенциал огроменРазбираю тут всё корочеОпределяем ему место под капотом, как я его только не пытался подогнать и в итоге нашёл золотую середину )Вот его место, карб будет непосредственно над ним, газовую тягу приобрели от нивы 13 ой, подошла идеально)Начинаю вырезать шаблон для посадочного места нагнетателя, тоесть как бы это будет лист 1 см в симетрии со всеми отверстиями.Вот так примерно выглядеть будет здесь всё.Далее обстукиваю наружнюю кромку чарджера, дабы потом по этому шаблону делать проставку и подгонять крепление карба и впускнова коллектораДелаю отверстия для полного сходстваОбстукиваем внутренюю камеру выхода для сборки коллектораНу пока всё в принципе далее будет интересней, следим смотрим|||vМне нужны ваши пальчики ㋡

www.drive2.ru

Toyota Opa 1zz turbo 2AZ TURBO › Бортжурнал › Вся правда о механических нагнетателях воздуха, (Supercharger)

Вся правда о механических нагнетателях воздуха, (Supercharger), которые по типу рутсТестил на двс 1zz-fe)))

Перед турбовкой двигателя был эксперимент о котором я не писал, потому как установка девайса не требовала мозгового штурма, да и сам ефект от использования был, но быстро вызывал привыкания, и на том что есть адреналина уже не вырабатывалось.Вот о эффекте и так называемых чаргерах я хочу поведать.Итак турбочаргер, нагнетатель воздуха, к примеру как мой экземпляр ставится вместо впускного коллектора, приводится в действие электромагнитной муфтой через ремень, от двойного шкива на генератор, или в зависимости от фирмы по разному, сути не меняет.Включается от желания ехать быстрее и прожатием педали газа, и имеет как правило фиксированне настройки, 20% 50% и почти полный газ, то есть при достижении заданного порога включается муфта, и компрессор начинает работать, если модель нагнетателя без муфты, то без всякой хитрой электроники крутится постоянно.Он может дуть даже с холостых, эффект сравним с большим двигателем ну не меньше литров трех,колеса срывает в букс легко, при включении чувствуется пинок, если напрямую без муфты пинаться не будет, ну и как такового подхвата будет немного, сравнимо с турбиной.А дальше при нарастании оборотов его чудо эффект теряется, ускорение падает, и все как в Сказке Шарля Перро, карета превращается в тыкву, а водитель из гонщика в наездника.Все это связанно с тем что он зараза при помощи ремня отнимает жизни силы у двигателя, и на высоких оборотах забирает больше чем дает.В режиме когда он не работает, воздух должен как то проходить и он идет через компрессор заставляя валы нагнетателя крутится, двигатель при этом теряет мощность.и кажется как много дает компрессор когда включается, а на самом деле это обман. Если его вообще вырубить то больше 145 не разогнаться, хотя без него до 180 можноКонечно если предусмотрен перепускной байпасный клапан такого не будет сильно заметно.Если летом еще более менее то зимой масло в нем дубеет, а там заливается 75w140, что оказывает сильное сопротивление при принудительном вращении, ни фига он от двигателя не прогревается. Многие спросят а как байпас? Это не мой случай с блитцем.Работает достаточно шумно с нуливиком гудит, хотя многим нравится.Если сравнивать с турбиной то в плюс можно поставить рутсу его моментальный старт, ему не надо раскручиваться,также ненужно сбрасывать сжатый воздух, так как он стоит после дросселя, то есть перепускник ставить не надо.Не нужен турботаймер, в нем ничего не греется.Минусы написал выше, могу добавить что при сжатии греется воздух, а воздух при нагреве увеличивается в обьеме, его меньше попадает в камеру сгорания и при сжатии поршнем еще сильнее нагревается и вызывает детонацию, при этом немногие предусматривают интеркулер .Возможно дорогие системы которые приводятся в действие широким ремнем, искл. проскальзывание, с предусмотренным интеркулером, с клапаном который пропускает воздух в обход нагнетателя, и будут интересными, но я таких в доступности не встречал.Все те устройства которые не содержат вышеперечисленных тех решений не имеют большого смысла.

Для тех кто без компромиссно пойдет в защиту рутса могу сказать, что свое мнение я подкрепил экспериментом двигателя своего, а вы?вот замер на диностенде всего 129HP www.drive2.ru/users/dynojet-tyumen/blog/744768/

www.drive2.ru

Нагнетатель Википедия

Нагнетатель — 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[ | ]

Применение нагнетателя и его функции[ | ]
Работа нагнетателя на двухтактном и четырёхтактном моторах

Нагнетатель 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[ | ]

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[

ru-wiki.ru