ГАЗ 31 Блондинка › Бортжурнал › ТУРБОНАДДУВ & Механические нагнетатели. Нагнетатель на двигатель


Покупка механического нагнетателя — бортжурнал Лада 2114 FANTAST 2009 года на DRIVE2

Всем привет.Рад обрадовать многих, что в моём ассортименте появился новый раздел: — Двигатель☭.В этом разделе пока появится только несколько новых БЖ, которые вызваны покупкой (многим известный) компрессора ПК 23-1 на 0.5 бар.Долго думал, стоит его брать или не стоит, но пока смотрел и всё изучал, наткнулся на продажу БУ компрессора на драйве, и дальше всё пошло как то само собой=)Вообщем взял я его у пользователя yakof-f, который продал мне компрессор вместе с запасным широким ремешком, и новыми подшипниками (На широкий ремень менял бы полюбому, а тут он уже установлен+ запасной новый). Крыльчатка вся в поряде, всё довольно крепко сидит на своих местах. Не вижу повода, что бы еще раз не сказать большое спасибо ему, СПАСИБО )!Ну а теперь, что касается этого компрессора и конкретно меня.Взял БУ, т.к. видел хорошее состояние компрессора.Переплачивать за новый не хотелось т.к. на БУ компрессоре могут испортиться только ремешки и подшипники, а в моём случае я купил уже с заменой их на новые.Да и вообще если брать новый, то это уже не совсем дешевая доработка была бы, и было бы как то жалко отдавать за эту приблуду так много денег.Взял именно этот компрессор (Т.е. ПК 23-1, а не турбину и т.д), дабы прибавить немного мощности при не больших затратах и простоте установки, снятия самого компрессора.Компрессор мне нужен не для того, что бы наваливать всё время ( С ним думаю "Наваливать" это уж очень грозно звучит)), а для того что бы просто в нужный момент лучше ускорялась и вытягивала.При смене 2-ух тонких ремней на компрессоре на 1 широкий, давление должно увеличиться до .05-06 реальных бар. Без этой доработки компрессор 0.5 не выдаст.

Думаю для начала мне этого хватит ;-), если строить больше, то уже кардинально и намного затратнее.Для его нормальной работы сделано (Или будет сделано):-Более менее нормальный выхлоп.-Форсунки большей производительностью-Самодельный пайпинг-Самодельный кронштейн-Клап.сброса лишнего давления-ЭБУ Январь 7.2-Обязательная прошивка

Дабы не делать кучу мелких записей, расскажу тут сразу о самодельном кронштейне к нему.Порыскав в интернете, нашел кронштейн за 1800р. новый. БУ как то не встречался (Взял бы, да и новый взял бы, читаем дальше, поймёте)Но т.к. хотелось скорее примерить и запустить компрессор на холостом ходу (Просто, не дуя в двиг), то было решено опять же не переплачивать и сварить свой кронштейн.И тут началось.Пошел к другу который варит, и давай с ним делать кронштейн.За основу взяли металл толщиной 8мм., а боковушку (на чём будет держаться компрессор 6 мм.)Вырезали, приварили, дырки просверлили и казалось бы всё, но нет(То капот не закрывается из за него, то еще хуже, нет соосности по шкивам, следовательно ремень долго не проживёт, да и подшипники от перегрева.Вообщем началась бешеная морока. Уже готов был пойти и купить новый кронштейн.Но потом всё же решил доделать начатое дело.И упорно с другом Александром Квачёвым, его отцем и братом, ковыряясь и подгоняя всё как надо у них во дворе, (А приезжая домой, получая так же советы и от своего отца), всё же сделали этот кронштейн общими усилиями. Спасибо всем вам большое=)

Вообщем вывод: Ребят, лучше купите кронштейн и не парьтесь.

Ну вот вроде всё, что хотел сказать. Следим, комментируем и т.д. =)Всем спасибо!

www.drive2.ru

Что ставить на Классику Турбо или Нагнетатель — DRIVE2

Эта статья будет по отношению к УВЕЛИЧЕНИЮ мощности с помощью турбо надув ИЛИ механического нагнетателя, и несколько рекомендаций именно для классических карбюраторных моторов. И так поскольку в большинстве своём моторы классики имеют карбюраторную систему питания то и говорить о установки турбины довольно странно. И дело тут не в бытующем мнении что турбина и карбюратор вещи несовместимые, хватает энтузиастов доказывавших обратное. Речь больше о банальной разумности.Вот посудите сами, если мотор восьми клапанный (как это обычно бывает у карбюраторной классики) то впускной и выпускной коллекторы у мотора с одой стороны и придётся переделывать выпуск, а впуск будет изрядно мешаться. Так же не стоит забывать, что турбины «дуют» получше, чем механические нагнетатели и при достаточно избыточном давление карбюратор обязательно потечёт. Разумеется можно и впуск переделать и поставить карбюратор перед турбиной тогда конструкция будет менее замороченной, но в отличии от механического нагнетателя без охлаждения потока смеси это может плохо кончиться. Да и прибавим сюда то что турбина в отличии от механического нагнетателя отчасти живет своей жизнью что карбюратору на самом деле не очень то и по душе. Вот и получается, что поставить турбину на карбюратор можно но весьма в компромиссном исполнении и большинство прелестей турбо наддува по максимуму не получить, зато затрат и усилий приложить придётся уж точно не меньше.Нет, конечно, если вам прям так хочется именно турбину это абсолютно не значить, что нужно обязательно переделывать мотор под «впрыск», можно поставить и так, просто это не так рационально и эффективно как могло бы быть, проще говоря, это колхоз. В защиту турбо можно добавить, что при не высоком давлении наддува 0,5 – 0,7 бар (как у простеньких мех. компрессоров) и при условии не слишком греющейся турбине (чтобы это не было опасно и не пришлось бы «колхозить» еще и интеркулер) КПД у турбо всё таки выше так как не отнимает мощность у двигателя. Но это всё равно «овощ» потому что турбо «дующее» меньше 1,5 бара не стоит своих вложений и лучше с тем же бюджетом сделать что поинтересней. И если говорить только о теории и не брать в расчет «мирские» факторы то как и писалось ранее у турбо КПД выше, но оно того не стоит.В случае же с supercharger’ом всё куда проще, дешевле да и гармоничней что ли. Во первых с компрессором ненужно городить выхлоп под турбо, да и зачастую можно оставить стандартную поршневую, никаких проблем с маслеными магистралями да и масло ненужно уж шибко дорогое. Так что это по всякому дешевле как в постройки, так и в эксплуатации и гораздо проще кстати говоря! Но есть минус о котором все знают, дело в том что механические нагнетатели имеют привод от коленчатого вала а потому отнимают на свою работу часть мощности мотора. Разумеется, современные нагнетатели «отдают» двигатели больше чем забирают, но это минус механических нагнетателя против турбо, который для своей работы использует уже отработанные газы. Что же касательно вопроса «Можно ли Дуть в Карбюратор?»Рассмотрим подробнее этот вопрос «Можно ли установить наддув на карбюраторный мотор?»Добрых пол десятка лет назад при поднятии вопроса о том, чтобы «дуть» в карбюратор, можно было быть серьёзно обсмеянным, так и не получив никакого ценного опыта по данной теме, так как этим занимались только заокеанские ребята. А многим адептам атмосферных моторов такая мысль кажется просто ересью «зелёной» молодёжи. Но это дело верований каждого и раз уж вы это читаете смею предположить, что вы не относитесь к их числу и ищете разумную цену на покупку «лошадей» в ваш мотор. А установка компрессора, как раз один из способов сравнительно недорого добавить мощность в ваш мотор. Почему именно компрессор, а не турбина? Ну потому как у турбины достаточно нелинейная подача наддува и подстроить карбюратор под работу турбины почти не решаемая задача. А с компрессором на ременном приводе все гораздо проще, так как он напрямую зависит от оборотов коленчатого вала. Правда есть мнение, что только компрессор центробежного типа можно устанавливать на карбюратор, так как только под него можно точно настроить работу карбюратора, а с компрессором Рутса или Лисхольма этого сделать нельзя. Я с этим не согласен, так как они все работают по средством ременной передачи и уровень наддува, прямо пропорционален оборотам коленчатого вала. Но и полностью опровергнуть тоже не могу, так как практически не имел с ними дело, посему, оставляю это на ваши взгляды и предпочтения при выборе типа компрессора ну и просто имейте ввиду и это тоже.Теперь о том, Можно ли надувать в карбюратор?Вполне! Потому как все карбюраторы в основе своей работают не просто на атмосферном давлении, а на разнице давления между атмосферой и тем разрежением, что создаёт поршень при такте впуска. Немного тог что наверняка знают ВСЕ.В поплавковую камеру по средством топливного насоса подается топливо из бензобака, уровень которого регулируется поплавковым клапаном связанным с поплавком. При уменьшении топлива в поплавковой камере поплавок опускается вниз и клапан начинает пропускать топливо в камеру пока она не заполниться до нужного уровня и клапан вновь закрывается, и так по кругу. Из поплавковой камеры через распылитель топливо поступает в смесительную камеру. На такте впуска, поршень движется вниз впускной клапан открыт, над поршнем образуется разрежение (давление ниже атмосферного). Из-за этой разницы между низким давлением в цилиндре и атмосферным, смесь и устремляется в цилиндр (всасывается). И если создать давление выше атмосферного, то есть, поставить наддув принцип работы карбюратора мы не поменяем, а только лишь увеличим разницу в давлении до смесительной камеры и после.Есть несколько нюансов установки компрессора на карбюратор!Первый момент: это обеднение смеси из за увеличении подаваемого количества воздуха, то есть теряется нормальный состав смеси (14.7/1) из за чего мощность может даже упасть, а двигатель будет греться сильнее. Поэтому, состав смеси нужно будет отрегулировать, заменив топливные жиклёры, которые будут пропускать больше топлива.Второй момент: это недостаток «сил» у топливного насоса, который прокачивает с давлением примерно 0,2 — 0,25 бар в то время, как средний компрессор выдаёт порядка 0,5 бар, соответственно, штатного насоса не хватит. Потому, приходится устанавливать электрический насос низкого давления в дополнение в штатному, который немного выправляет ситуацию.И в третьих: ваш карбюратор должен быть очень герметичным, так как теперь появилась и разница между внешней и внутренней стороной карбюратора, то есть в самом карбюраторе создается дополнительное давление наддувом, а снаружи все тоже атмосферное. Так что при недостаточной герметичности соединений вашего карбюратора, он может «протечь». Кстати, некоторые товарищи не, просто, подают давление в карбюратор с верху, а полностью помещают его в герметичную ёмкость, в которую в последствии и «дуют» так, что давление создается не только внутри карбюратора, но и снаружи.Возникает вопрос! Какой нагнетатель выбрать?В любом случае если вы решили установить себе механический нагнетатель но при этом не знаете, что выбрать и какой вам лучше подойдёт или стоит ли тратиться на один из самых дорогих вариантов, да и вообще в чем у них разница? Ответы на все эти вопросы мы и постараемся раскрыть в этой статье.И так давайте начнем с того чем они отличаются друг от друга. По типу механические нагнетатели делятся на два основных типа это Центробежные

Центробежные нагнетатели

Центробежные нагнетатели по принципу подачи воздуха похожи на всем известные турбины вот только имеют привод от коленчатого вала вместо второй крыльчатки которую вращают отработанные газы. Сама же крыльчатка центробежного нагнетателя довольна сложна в своём устройстве выполнена зачастую конусной формой с достаточно сложным изгибом и формой лопастей. От их формы и количества зависят показатели нагнетателя, к примеру от увеличения количества лопастей возрастёт давление но упадёт производительность, а если увеличить диаметр крыльчатки то давление также возрастёт но уже с увеличением отбора мощность от двигателя. Это говорит о том что под конкретные обороты коленчатого вала можно подобрать наилучший вариант «Центробежника», а так же могут варьироваться их показатели поэтому при выборе есть что учитывать.В силу принципа работы такого нагнетателя можно выделить один заметный недостаток, так как создаваемое им давление пропорционально квадрату скорости крыльчатки. То есть для того чтобы нагнать достаточно воздуха приходиться раскручивать крыльчатку до космических 150 000 – 200 000 оборотов в минуту (достигается это с применением повышающих редукторов) и мало какие подшипники могут это нормально «переваривать» поэтому зачастую их ресурс не велик. Так же есть ещё один недостаток связанный с его «рабочими» оборотам (хотя он и условно является недостатком) это довольно узкий рабочий диапазон оборотов. На деле это же просто специфика данного нагнетателя только и всего, и его можно использовать в качестве «точечной» прибавки в самом нужном диапазоне оборотов. Так как в силу ряда физических факторов мотору труднее всего «дышать» именно на верху оборотов, а следовательно если крыльчатка начнёт надувать со средних оборотов и достигнет своего пика на высоких то это позволить значительно купировать недостаток в наполнении.и Объёмные.

Объёмные нагнетатели

Объёмные нагнетатели в данное время распространены двух типов – Рутс и Листхольм занявшие прочти весь рынок и видать не спроста. Разумеется были и другие и до сих пор применяются в некоторых гражданских авто но всё же не распространены так же широко, а потому не будут рассмотрены чтобы не усложнять понимание вопроса. И так нагнетатель братьев Рутс (Roots) один из первых нагнетателей этого типа о котором стало известно где-то в 1859 году. Работающий по принципу известного всем нам масленого насоса 2 ротора вращаются относительно друг друга в разных направлениях нагнетая воздух по стенкам корпуса и не пропуская его в центре. Изначально это был овальный корпус и 2 ротора с всего двумя лопастями имевшими округлую форму профиль самих же роторов имел форму похожую на цифру 8. Этот принцип дожил и до наших дней в самых «дешёвых» его вариантах, но так же есть и более прогрессивные с увеличенным количеством лопастей и с несколько «завернутой» формой. Они уже больше похожи на нагнетатели Листхольма но всё же по принципу они также гонят воздух вокруг себя по стенкам корпуса. В качестве примера разберём стандартную компоновку нагнетателя Рутса (так как он более известен и распространён). Два ротора синхронно вращаются относительно друг друга посредством двух шестерен, это позволяет им не касаться друг друга так же они не касаются и стенок корпуса, что позволяет избежать трения и соответственно существенно уменьшить износ. Обратной стороной этого является не высокая герметичность данного узла то есть при возрастающей разнице давления они начинаю пропускать воздух примерно уже после 0,5 бар это становится преградой к дальнейшему повышению давления. Чтобы это обойти на больших моторах с потребностью в большем давлении такие нагнетатели ставят парами один на другой иногда (очень редко) рядом надувающими в одну «ёмкость». А так же есть и просто улучшенные варианты о которых писалось ранее – больше лопастей несколько закрученная форма и при более качественной подгонке деталей уменьшенные зазоры. Еще одним конструктивным недостатком нагнетателя Рутс является пульсирующий наддув в следствии чего давление во впускном коллекторе немного «скачет». Со временем появился Винтовой компрессор Альфа Листхольма ставший идейным продолжением компрессора братьев Рутс запатентованный в 1936 году. Конструктивно поменялись роторы и способ подачи, роторы получили форму двух зеркальных винтов работающих по принципу «Архимедова винта» или всем известного винта в мясорубке, а способ подачи воздуха стал вдоль винтообразных роторов вместо того чтобы двигаться вокруг них. Думаю нет особой нужды распинаться объяснять, как это работает, наверное все хоть раз да заглядывали в мясорубку. На вопрос что лучше однозначного ответа нет так как Рутс уступает Лисхольму во всём (почти не пропускает, подаёт равномерней и может создать больше давление с более высоким КПД) кроме цены, да из за сложности устройства производство нагнетателей Листхольма куда дороже нагнетателей Рутса именно поэтому тюнинг ателье да и производители на самые пафосные и дорогие моторы устанавливают именно эти нагнетатели.Объёмные нагнетатели в отличии от центробежных сжимают воздух внутри своего корпуса и соответственно дополнительно нагревают его и себя от чего чаще требуют охлаждающего радиатора (Интеркулера). А так же зачастую Объемные нагнетатели комплектуют электронной муфтой которая отключает компрессор (если у мотора есть «мозги») когда его работа не требуется и тогда нагнетатель становиться «пробкой» не пропускающей воздух. Из за этого приходиться в обход нагнетателю «городить» байпастную магистраль чтобы при необходимости мотор мог «дышать» самостоятельно в атмосферном режиме.Ну что же теперь давайте попробуем подвести итог и привести плюсы и минусы обоих типов нагнетателей распространённых в данный момент.Центробежный нагнетатель:• Малый вес и размер• Меньше греет воздух при одинаковом давлении• Эффективен зачастую в верхнем диапазоне оборотов• Не препятствует потоку воздуха если по каким-то причинам перестанет работать• Более простая установка• Работает на немыслимо высоких оборотах из за чего страдает ресурсОбъёмные нагнетатели:• Дают прибавку по всему диапазону оборотов• Не вращаются с космической скоростью, а потому более ресурсные• Дешёвые представители Объёмных нагнетателей эффективны при не высоком давлении до 0,5 бар• Зачастую достаточно громоздкие и тяжёлые• Часто при установке требуется дополнительный канал для потока воздуха в обход нагнетателя•Какой Supercharger поставить на Классику?Сами решайте, центробежный нагнетатель хорошо «подымает верха» и присвистывает как турбо (что тоже приятно) но прихотливее в обслуживание и ресурс поменьше. Объёмный работает сразу с «низов» (что делает его наиболее городским) но сильно повышает сопротивление работе мотора «в верху», конечно это легко регулируется сменой передаточного числа, правда если вы ездите не только по прямой но и любите крутые виражи то при ненадёжном креплении достаточно тяжёлый нагнетатель может сорвать с креплений.

www.drive2.ru

Как устроен приводной нагнетатель в автомобиле?

Нагнетатель компрессорного типа повышает мощность двигателя до 50% благодаря тому, что в цилиндры попадает дополнительный воздух и создает там положительное давление на впуске. Система управления двигателем с нагнетателем вырабатывает смесь оптимального состава, увеличивая подачу топлива; в итоге получается состав, который выделяет больше энергии при сгорании, а это, в свою очередь, увеличивает мощность двигателя. Мы остановим ваше внимание на типах приводных компрессоров (роторном, винтовом, центробежном) и на отличиях турбокомпрессора от механического нагнетателя воздуха для автомобиля.

1. Отличие механического нагнетателя от турбокомпрессора

Очень часто механический и турбокомпрессор устанавливают на бензиновые и дизельные агрегаты грузовых и легковых автомобилей с целью повышения мощности двигателя без увеличения объема цилиндров. Турбокомпрессор работает от энергии потока выхлопных газов, а механический нагнетатель – от коленчатого вала. Они имеют абсолютно разную конструкцию и действуют на работу двигателя неодинаково, но при этом оба нагнетают воздух под давлением в камеру сгорания.

Главным отличием и преимуществом механического компрессора над турбокомпрессором является то, что он равномерно увеличивает мощность двигателя независимо от оборотов, что способствует правильности работы двигателя и дает возможность избежать многих неисправностей. Но турбокомпрессор также обладает некими преимуществами: он не имеет привода от двигателя и работает от выхлопных газов, исключая потери мощности. Нагнетатель компрессорного же типа функционирует от энергии двигателя и тем самым забирает у него до 30% мощности.

Турбокомпрессор очень требователен к качеству горюче-смазочных материалов, поэтому приходится чаще менять масло, и за ним нужен особый уход, чего не скажешь о механическом нагнетателе – он менее требователен к ГСМ, и для него главное – чистота поступающего воздуха. Механический компрессор – это отдельный и независимый механизм в конструкции двигателя, что делает проще процесс обслуживания, ремонта и демонтажа. Плюсом турбины являются ее более высокие обороты, но и нагревается она быстрее, а это плохо сказывается на состоянии двигателя и его работе.

Механический компрессор почти сразу выходит на эффективный показатель после запуска двигателя, турбокомпрессор же не будет работать на низких оборотах, лишь на средних и максимальных. Стоит также упомянуть, что турбокомпрессор более экономный в плане топлива. Установка компрессора более доступна и менее затратная в сравнении с турбиной. И турбокомпрессор, и механический нагнетатель имеют свои плюсы и минусы, но их установка – задача не из простых.

2. Типы приводных компрессоров

На сегодняшний день различают три типа приводных нагнетателей: винтовые, роторные, а также центробежные. В роторных и винтовых компрессорах воздух подается с помощью двух вращающихся цилиндрических роторов, а в центробежном – с помощью лопастей крыльчатки.

2.1 Роторные компрессоры

Такие компрессоры отличаются простотой конструкции, долговечностью, чистотой подающегося воздуха, уравновешенностью и положительной зависимостью меняющихся режимов работы двигателя с частотой вращения роторов. В рабочих полостях этих компрессоров воздух не сжимается, лопасти в виде ротора нагнетают его в двигатель, в силу этого их еще называют компрессорами с внешним сжатием.

Эти нагнетатели покажут свою эффективность в случае умеренного повышения давления, а когда оно растет на впуске, то падает КПД компрессора. Самыми распространенными являются роторные компрессоры с двумя роторами на впускном и выпускном окне. Следует отметить и их недостатки:

- они сильно нагреваются;

- на КПД влияют зазоры между валами и прочими деталями;

- большой уровень шума, сильная вибрация валов,

- достаточно низкое давление – в пределах 0,7 бар.

2.2 Винтовые компрессоры

Данный вид компрессоров более надежен и совершенен в своей конструкции, с диагональным движением воздуха в проточной части. Сжатие воздуха возможно здесь за счет изменения объема полостей между винтами вращения и корпусом, в воздухе не содержится примесей масла, что благотворно влияет на поршневой двигатель. Этот тип компрессоров отличается высоким КПД – около 85%, достаточно большим давлением – 1 бар и выше, за счет большой частоты оборотов.

Это дает возможность делать корпус менее габаритным, что, кстати, позволяет использовать винтовой компрессор на гоночных машинах. Конструкцию компрессора составляют два ротора с зубчатыми спиральными зубьями, профили которых соответствуют при соприкосновении друг другу. Недостатком считается сложное строение и, как следствие, – дорогой ремонт, да и высокая стоимость в целом. Ремонтировать их нужно на специальных станциях.

2.3 Центробежные компрессоры

Чаще всего в ДВС устанавливаются именно центробежные компрессоры, рабочей частью которых являются особые лопасти. Этот вид более компактный, простой в изготовлении, и, как следствие, дешевле двух предыдущих. Компрессор центробежного типа состоит из входной части, рабочей (собственно, лопасть) и диффузора. Помимо этого, обязательно устанавливается воздухозаборник и специальный фильтр.

После того как воздух проходит через фильтр, он попадает во входное отверстие, которое понемногу сужается, чтобы минимизировать потери воздуха при подводе. Рабочее колесо может крепиться на шпицах, а если оно не очень большого размера, то его можно установить на гладкий вал, который связывается с коленвалом двигателя. Минусом такого типа компрессора является то, что при малых оборотах КПД компрессора будет достаточно низким; зато при высоких – может увеличиться на 30%.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

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

Нагнетатель работает за счёт того или иного вида энергии, получаемой с самого ДВС либо напрямую, либо опосредованно. Возможно использование энергии выхлопных газов, механической энергии вращения валов ДВС, электрической энергии. В зависимости от своего энергетического привода конструкция нагнетателя имеет свои технические особенности и своё собственное название. Нагнетатели, работающие от энергии выхлопных газов, называются турбонагнетателями, от механического привода — приводными нагнетателями. Также есть нагнетатели, работающие от электрической энергии, но для их описания устоявшийся русскоязычный термин пока отсутствует и их можно называть как электронагнетателями, так и нагнетателями с электроприводом.

Смысл терминов «нагнетатель» и «компрессор»

Важным элементом нагнетателя является воздушный компрессор, который присутствует в конструкции абсолютно любого нагнетателя, независимо от его энергетического привода. При этом контексте агрегатного наддува оба термина — и нагнетатель и компрессор — используются наравне, в том числе в составе сложносоставных слов, типа турбонагнетатель/турбокомпрессор, что у непосвящённых в тему может вызвать вопросы к смысловым оттенкам терминов. Следует понимать, что с точки зрения семантики термин «нагнетатель» подразумевает функцию всего агрегата в целом, а «компрессор» — наименование энергетической машины и главного исполнительного узла абсолютно любого нагнетателя. В русскоязычном речевом обиходе равноправное использование обоих терминов применительно к наддуву фактически допустимо, а оба слова, как в простом, так и в сложносоставном виде в данном случае могут считаться синонимами.

В теории лопастных машин термины "нагнетатель" и "компрессор" не тождественны. Обычно лопастные машины, повышающие давление потока не более, чем на 10%, относят к вентиляторам; на 20...25% - к нагнетателям; большие давления соответствуют компрессорам. В обиходе нагнетатель в сборе часто называют "турбиной", хотя в приводном нагнетателе турбина вообще отсутствует, а в газотурбинном является лишь приводом нагнетателя/компрессора.

Турбонагнетатель

Турбонагнетатель в сборе. Турбина - слева, компрессор - справа Простой турбонагнетатель фиксированной геометрии в разрезе

Таковым является нагнетатель, конструкция которого включает в себя миниатюрную турбину, а принцип работы основан на использовании энергии потока выхлопных газов самого мотора, на который осуществляется наддув. Выхлопные газы, воздействуя на турбину, располагающуюся в выпускной системе сразу за выпускным коллектором, раскручивают её, а она передаёт энергию вращения на компрессор. Принципиальная конструкция каждого из двух исполнительных узлов турбонагнетателя в общем и целом идентична для любой разработки, доведённой до стадии работающего агрегата, и предполагает одну одноконтурную турбину и один центробежный компрессор. При этом фактическая конструкция турбины, компрессора, вала и корпуса может быть весьма различной: так, помимо канонических простых совмещённых турбонагнетателей фиксированой геометрии на подшипниках скольжения, возможно применение турбин изменяемой геометрии, применение двойных спиральных каналов подвода газов к турбине (так называемый Twin-Scroll), применение двойных каналов выхода воздуха с компрессора, разнесение турбины и компрессора на существенное расстояние друг от друга, применение керамических роторов, установка вала на подшипниках качения. Важными (хотя и не особо декларируемыми) критериями мощности и эффективности турбонагнетателя являются наружные диаметры его турбинного и насосного колёс (что можно примерно оценить визуально по размеру корпуса), частота вращения ротора и величина турболага, присущего всем без исключения турбинам.

Турбонагнетатель всегда работает в режиме высоких температур выхлопных газов, а подшипники вала турбонагнетателя являются самой термонапряжённой деталью мотора, которая контактирует с моторным маслом, что накладывает особые требования как к технологии производства деталей, составляющих турбонагнетатель, так и к качеству масла и его ресурсу. И то и другое долгое время было одним из сдерживающих технологических факторов для какого-либо массового внедрения турбонагнетателей на бензиновых моторах .

Любой бензиновый мотор с турбонагнетателем изначально проектируется под наддув. Применение турбонагнетателя на бензиновом моторе, изначально спроектированном как , без переделок в принципе возможно, но приведёт к быстрому (если не моментальному) разрушению такого мотора при работе. Необходимость постоянного контроля детонации требует наличия некоей управляющей электроники, что обычно подразумевает систему питания мотора на основе электронного (или как минимум электронно-механического) впрыска. Массовые карбюраторные моторы с турбонагнетателями были крайне редки ввиду чрезмерной механической сложности своих систем питания. Широкое применение турбонагнетатели получили на дизельных моторах коммерческого транспорта — на моторах грузовиков, тракторов, локомотивов, судов. Здесь разрешающими факторами стали повышенная детонационная стойкость дизельных моторов и их более высокий КПД, предполагающий меньший уровень теплового излучения, относительная нетребовательность к эффективности работы мотора коммерческого транспорта в переходных режимах, достаточное пространство моторного отсека.

Особенностью работы турбонагнетателя в сравнении с другими агрегатами наддува является то, что в случае его применения эффект от наддува всегда превышает энергетические затраты на наддув. То есть, для любого мотора, оснащённого турбонагнетателем, всегда возможно получить такой режим наддува, который форсирует мотор настолько, что разрушит его. Мощность любого мотора с турбонагнетателем в 100 % случаев ограничивается прочностью самого мотора, его моторесурсом, а не эффективностью турбонагнетателя. Необходимость ограничения эффекта наддува есть причина того, что турбонагнетатель никогда не применяется на моторах сам по себе, а только комплексно в составе системы турбонаддува, в которой он является основным её элементом, но не единственным.

Приводной нагнетатель

Объёмный приводной нагнетатель Roots Объёмный приводной нагнететель PowerPlus на основе шиберного пластинчатого насоса

Таковым является нагнетатель, конструкция которого состоит из компрессора и некоего механического привода, посредством которого, в свою очередь, и обеспечивается работа нагнетателя за счёт использования мощности, получаемой с мотора, на который осуществляется наддув. Единого общего вида у приводного нагнетателя нет. Исходя из принципов работы своего компрессора, приводные нагнетатели могут быть объёмные, то есть осуществляющие наддув импульсно порциями некоего фиксированного объёма, и динамические, то есть осуществляющие наддув непрерывным потоком. В группу объёмных нагнетателей попадают такие конструкции как: кулачковые (американские Roots, Eaton), винтовые (американский Lisholm, немецкий Mercedes 2000-х годов), спиральные (немецкий G-Lader, применявшийся на Volkswagen 1990-х), шиберные (британский нагнетатель PowerPlus для довоенных MG и Rolls-Royce Merlin). Динамические приводные нагнетатели известны только центробежного типа, известных собственных названий они обычно не имеют, а их конструкция более-менее универсальна и в общем и целом схожа с конструкцией некоего канонического центробежного компрессора. В обоих случаях, независимо от типа компрессора, конструкция его механического привода не имеет принципиального значения для работы нагнетателя в целом, с теми лишь особенностями, что привод компрессора имеет повышающее передаточное отношение (порядка 0,15-0,08), а иные конструкции привода позволяют включать/отключать нагнетатель (в том числе по аналоговому принципу) по команде водителя или блока управления. Сами приводы возможны промежуточными валами, шестернями, зубчатыми ремнями, цепями, набором трапецеидальных ремней, а также прямые приводы с торцов коленчатого или распределительного валов. В случаях отключаемого привода используются муфты различной конструкции.

Особенностью работы приводного нагнетателя в сравнении с другими агрегатами наддува является то, что на его привод мотор вынужден расходовать существенную часть своей так называемой индикаторной мощности. Это приводит к тому, что все моторы с приводными нагнетателями имеют высокий удельный расход топлива, который может в разы превышать удельный расход топлива безнаддувного мотора сравнимой нетто-мощности. На высоких оборотах мотора затраты мощности на привод нагнетателя растут нелинейно относительно роста отдачи от его применения, что ещё более увеличивает значения удельного расхода топлива, а сама разница между индикаторной мощностью и нетто-мощностью на максимальных режимах может достигать значения в 50% от нетто.

Ввиду относительно низкого уровня термонапряжённости при работе, приводные нагнетатели относительно нетребовательны к технологии металлов и качеству смазки, и работоспособный надёжный агрегат наддува на основе приводного нагнетателя был доступен к производству практически одновременно с появлением массовых автомобилей. Однако ввиду требований к точности производства деталей приводные нагнетатели были в любом случае дороги, и их применение в первой половине XX-го века ограничивалось эксклюзивными, псевдоспортивными или гоночными автомобилями. Второй областью применения приводных нагнетателей были поршневые авиамоторы, в которых наддув был призван компенсировать понижение атмосферного давления на высоте и связанное с этим разрежение воздуха. После 2МВ авиация перешла на турбореактивные двигатели, а конструкторы автомобильных моторов пошли по пути безнаддувной форсировки, в результате чего приводные нагнетатели оказались почти забыты, и их уделом остался лишь американский тюнинг или некоторые американские и редкие европейские модели дорожных машин. В начале 2000-х приводные нагнетатели стали появляться на относительно недешёвых дорожных машинах в составе комбинированных агрегатов наддува в паре с турбонагнетателем. Подобные системы наддува применяются до сегодняшнего момента, хотя в последние годы существует тенденция вытеснения комбинированного наддува эффективным всережимным турбонаддувом на основе турбин типа Twin-Scroll или турбин изменяемой геометрии, а также комбинированным наддувом из турбонагнетателя и электронагнетателя.

Специфика применения на автомобильных моторах
Объёмный нагнетатель Roots в работе

На бензиновых моторах серийных легковых автомобилей в случаях разработки мотора под наддув на основе приводного нагнетателя таковой нагнетатель всегда будет только объёмного типа. Обоснованием этого является то важное качество любых объёмных компрессоров, что их производительность всегда имеет линейную зависимость от частоты вращения ротора. Именно поэтому моторы с объёмными нагнетателями удобны для водителя: они работают в переходных режимах не хуже безнаддувных (у них отсутствует какая-либо задержка в раскрутке мотора при нажатии на педаль газа) и увеличивают крутящий момент во всём диапазоне оборотов, что на моторе с объёмным нагнетателем особенно ощутимо на «низах». Также у объёмных нагнетателей есть то конструктивное преимущество, что их применение не требует каких-либо дополнительных управляющих элементов и системах (клапанах сброса давления, электронных блоков управления, дополнительных датчиков), что в периоды отсутствия электронных систем впрыска позволяло легко устанавливать объёмные приводные нагнетатели на карбюраторные моторы или моторы с механическим впрыском. В современных системах комбинированного наддува в случае применения объёмных приводных нагнетателей, таковые отвечают за наддув на низких оборотах мотора и выводятся из работы управляющими системами по достижению достаточного давления наддува параллельно работающего турбонагнетателя.

Центробежный приводной нагнетатель ATI ProCharger

Центробежные нагнетатели также могут применяться на бензиновых моторах легковых автомобилей. Но ввиду того, что в любых центробежных компрессорах зависимость объёма перекачиваемого вохдуха от числа оборотов не является линейной, приводные нагнетатели на их основе делаются либо кратковременно подключаемыми (наподобие машин американского тюнинга), либо устанавливаются на моторы, для которых эффективность работы в переходных режимах и эффективность работы на «низах» не сильно важна (например, машины для гонок на дистанцию в четверть мили). При этом установка подключаемого приводного центробежного нагнетателя на изначально безнаддувный мотор может и не требовать доработок под наддув, если время работы мотора в режиме наддува ограничено. А установка постоянно работающего приводного центробежного нагнетателя помимо доработок под наддув может потребовать наличия клапанов сброса давления (что не нужно в случае объёмных нагнетателей). В любом случае обычные серийные дорожные автомобили приводными центробежными нагнетателями не оснащаются.

И объёмные и центробежные приводные нагнетатели могут применяться не только на бензиновых моторах легковых автомобилей, но и на бензиновых и дизельных моторах тяжёлой техники. Выбор приводного нагнетателя, а не более подходящего турбонагнетателя, здесь, вероятно, объясняется спецификой эксплуатации. Примером первого случая является американский танковый бензиновый мотор Teledyne Continental AVSI-1790; примером второго — советский/российский танковый дизельный мотор В-46.

В современном массовом автомобильном моторостроении использование приводных нагнетателей сходит на нет. Главной причиной этого являются механические потери на привод, выражающиеся в повышенном расходе топлива и повышенных выбросах углекислого газа. Адекватной заменой объёмных приводных нагнетателей сегодня являются турбонагнетатели с турбинами типа Twin-Scroll и с турбинами изменяемой геометрии, а также применение нагнетателей с электроприводом в системах комбинированного наддува, что во всех случаях так или иначе помогает решать проблему турболага в переходных режимах и проблему низкой эффективности обычного турбонаддува на низких оборотах мотора.

Специфика применения на двухтактных моторах
Центробежная воздуходувка (2) на двухтактном моторе со встречным движением поршней Объёмная воздуходувка на двухтактном моторе с клапанно-щелевой продувкой

На отдельных типах бензиновых и дизельных двухтактных моторов (с клапанной-щелевой продувкой, со встречным движением поршней), работа которых предполагает относительно невысокие обороты, в качестве неотъемлемого элемента всей конструкции для целей продувки цилиндров на стыке двух рабочих тактов применяются приводные нагнетатели низкого давления. В советском инженерно-техническом лексиконе подобные приводные нагнетатели назывались терминами «воздуходувка» или «продувочный насос». Обеспечиваемое ими давление наддува обычно порядка 0,1-0,2 Бара. На высокооборотных моторах с щелевой продувкой (например, мотоциклетных) подобные воздуходувки/насосы не применяются, и там продувка цилиндров обеспечивается иными способами.

Известны разработки воздуходувок/насосов как на основе объёмных компрессоров, так и на основе центробежных. Пример первого варианта — советские автомобильные дизельные моторы ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206. Пример второго варианта — советский/российский танковый многотопливный мотор 5ТДФ. При этом свойство центробежных компрессоров увеличивать давление наддува с ростом оборотов может использоваться и для целей форсировки мотора в режиме высоких оборотов. Наличие воздуходувки/насоса не отменяет возможности дополнения подобного двухтактного мотора турбонагнетателем, задачей которого является форсировка мотора в чистом виде. Примером таких моторов с турбонаддувом и без будут конструктивно идентичные локомотивные дизели 10Д100 и 2Д100 тепловозов ТЭ10 и ТЭ3.

Электронагнетатель

Схема комбинированного наддува, состоящего из турбины, мотор-генератора, компрессора и аккумуляторной батареи. Работа наддува в режиме турбонагнетателя постоянна, в режиме турбонагнетателя и электронагнетателя — повторно-кратковременна.

Принцип работы электронагнетателя (нагнетателя с электрическим приводом) основан на использовании для привода компрессора электроэнергии из бортовой электрической сети автомобиля. Принципиальная конструкция в общем и целом едина — высокооборотный электромотор и связанный с ним общим валом центробежный компрессор.

Подобные нагнетатели получают распространение на бензиновых моторах легковых автомобилей в последние годы, ввиду широкого внедрения бортовых электросетей с относительно высоким напряжением (~50V) и включением в состав силового агрегата мощных генераторов, аккумуляторов большой ёмкости и конденсаторов. При этом электронагнетатели являются лишь частью общего агрегата наддува и комбинируются с турбонагнетателем (одним или двумя) для совместной работы в рамках функции наддува. Включение электронагнетателя здесь обычно ограничивается переходными режимами работы самого мотора, и в первую очередь такими, на которых эффективность турбонагнетателя низка, например, раскруткой мотора с оборотов холостого хода. В качестве постоянного источника наддува электронагнетатели не применяются, ввиду существенных потерь на перевод механической энергии ДВС в электрическую для питания электромотора и опять в механическую для работы компрессора.

Ссылки

wikiredia.ru

ГАЗ 31 Блондинка › Бортжурнал › ТУРБОНАДДУВ & Механические нагнетатели

сегодня в ленте наткнулся на обсуждение отурбирование змз 402!стало очень интересно, проштудировал интернет и вот что в итоге;

ГЛАВА 1. ТУРБОНАДДУВ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТУРБОНАДДУВАСмысл наддува двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — улучшить наполнение цилиндров двигателя топливо-воздушной смесью для повышения среднего эффективного давления цикла и, как следствие, мощности двигателя путем принудительного увеличения заряда воздуха, поступающего в цилиндры. При этом существует лишь один вид атмосферного наддува — так называемый резонансный наддув, при котором используется кинетическая энергия объема воздуха во впускных коллекторах, и технически реализуемый с помощью воздушных коллекторов переменной длины и тщательной настройкой фаз газораспределения двигателя. Все остальные виды наддува связаны с увеличением давления поступающего в цилиндры воздуха выше атмосферного, используя для этого различные механические, электромеханические и газодинамические способы. При турбонаддуве в качестве привода используется отработавший газ, который в обычном случае просто выбрасывается в атмосферу, без утилизации его энергии в полезную работу.При работе двигателя с турбонаддувом выхлопные газы подаются в турбину, где отдают часть своей энергии, раскручивая ротор турбокомпрессора, и затем поступают через приемную трубу в глушитель. На одном валу с лопаточным колесом турбины находится колесо компрессора, который засасывает воздух из воздушного фильтра, повышает его давление на 30-80% (в зависимости от степени наддува) и подает в двигатель. В один и тот же литраж (объем) двигателя поступает большее по весу количество рабочей смеси и, следовательно, обеспечивается достижение на 20-50% большей мощности, а за счет использования энергии выхлопных газов повышается КПД двигателя и снижается удельный расход топлива на 5-20%.Среди ведущих мировых производителей и разработчиков дизельных двигателей в 90-е годы сформировалась концепция о том, что система турбонаддува является неотъемлемым компонентом современного экологически чистого двигателя. При этом турбонаддув, в отличие от 70-80-х годов, перестал рассматриваться как средство форсирования двигателей, и подавляющее большинство современных базовых моделей дизелей проектируются и разрабатываются с наддувом.Турбонаддув бензиновых двигателей приобретает в настоящее время все более широкое распространение, несмотря на некоторые возникающие при этом проблемы. Первая — это детонация, появляющаяся вследствие повышенного давления конца такта сжатия и накладывающая ограничения по максимальной величине объемной степени сжатия в цилиндрах, и повышенные требования к качеству бензина, а именно к октановому числу. Во-вторых, предельно высокая максимальная температура рабочего цикла бензинового двигателя с турбонаддувом требует повышенного внимания к выбору материалов выпускной системы и лопаток турбины, конструкции корпусных деталей турбокомпрессора (ТКР), необходимости дополнительного охлаждения подшипникового узла ТКР, а также к эксплуатационным качествам моторного масла.

ГЛАВА 2. Механические нагнетателиМеханические нагнетатели могут быть установлены в любом месте на двигателе, с одним условием — шкив нагнетателя должен быть выровнен по отношению к шкиву коленвала двигателя, т. к. нагнетатель приводится в действие ременной передачей. Механический нагнетатель имеет прямую связь с впускным коллектором и дроссельной заслонкой, соответственно, при монтаже необходимо учитывать расстояние от нагнетателя до дроссельной заслонки (впускной коллектор вопросов не вызывает). После установки нагнетателя необходимо настроить электронные системы управления двигателем.

ГЛАВА 2. Механические нагнетатели (Имеет другое название по имени изобретателей – нагнетатель Roots) <img src=

Механические нагнетатели могут быть установлены в любом месте на двигателе, с одним условием — шкив нагнетателя должен быть выровнен по отношению к шкиву коленвала двигателя, т. к. нагнетатель приводится в действие ременной передачей. Механический нагнетатель имеет прямую связь с впускным коллектором и дроссельной заслонкой, соответственно, при монтаже необходимо учитывать расстояние от нагнетателя до дроссельной заслонки (впускной коллектор вопросов не вызывает). После установки нагнетателя необходимо настроить электронные системы управления двигателем.">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. Воздух как бы зачерпывается кулачками (попадая в пространство между роторами и корпусом) и выжимается в нагнетательный трубопровод.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. Чтобы повысить давление наддува, применялись конструкции с двумя и более ступенями. Они позволяли поднять итоговые значения давления в 2, 3 раза и больше. Но в силу того, что эти компрессоры теряли одно из своих главных преимуществ – компактность, такие многоярусные конструкции не прижились.

отрицательным фактором остается высокая по сравнению с центробежными компрессорами цена и более трудоемкий процесс установки. Jackson Racing, Kenne Bell Superchargers, Magna Charger, Eaton Automotive – вот далеко не весь список компаний, выпускающих объемные нагнетатели roots для современного рынка автозапчастей.

www.drive2.ru