Вы просматриваете: Главная > Авторемонт разное > Впогоне за мощностью: нагнетатели
Post Icon

Впогоне за мощностью: нагнетатели

Опубликовано в Авторемонт разное
11 Июн 2009

Впогоне за мощностью: нагнетатели

Впогоне за мощностью: Нагнетатели

    Комплект «Наддуй собственный двигатель сам»

Как мы писали в прошлом номере, расширить мощность двигателя возможно единственным методом — сжигая больше горючей смеси. Этого возможно добиться различными методами, но самый распространенные — повышение рабочего количества двигателя либо повышение подачи горючей смеси в цилиндры при помощи наддува.

Первая схема прекрасно известна по американским многолитровым автомобилям. Очевидный плюс — простота конструкции для того чтобы двигателя и, следовательно, более большой ресурс. Минус — громадная масса, что ведет за собой веса автомобиля и увеличение габаритов и, как следствие, ухудшение управляемости.

Наддув в обязательном порядке ведет к усложнению конструкции двигателя, что не имеет возможности не сказываться на надежности, но разрешает достигнуть большей мощности при габаритах и меньших размерах. В случае если на Porsche поставить 12-цилиндровый двигатель, мы возьмём хороший американский автомобиль, пускай и с красивой разгонной динамикой. Страно маневренными германские автомобили делают компактные 6-цилиндровые двигатели, в которых они умудряются снимать с 3,5 л количества мощность в 456 л.с.

Наддувательство

Самым элементарным есть инерционный наддув. Принцип его действия вправду несложен: на капоте, в случае если двигатель находится в первых рядах, либо по бокам либо на крыше, в случае если мотор позади, ставятся дополнительные воздухозаборники, от которых по воздуховоду подводится дополнительный воздушное пространство к впускному коллектору.

Увидим сходу, что воздухозаборники «ушастого» «Запорожца» никакого отношения к наддуву не имели — они служили для охлаждения двигателя. Совершенно верно так же заблуждались обладатели «тюнинговых» «Жигулей», которым умельцы устанавливали такие воздухозаборники на капоте.

Дело в том, что инерционный наддув начинает трудиться лишь на скорости выше 180 км/ч, которую продукт отечественного автопрома развить не имел возможности никогда. А заметить действующую совокупность в Москве возможно на нескольких Pontiac Firebird Trans Am, на каковые инерционный наддув ставился на заводе.

Настоящую же прибавку в мощности возможно взять, лишь установив компрессор. Если он приводится механической передачей от коленвала, то такое устройство значительно чаще именуют механическим нагнетателем в Российской Федерации, compressor — в Германии, supercharger — в Америке и blower — в Англии. В случае если же компрессор вращается турбиной, размещенной в выпускном тракте двигателя, то его значительно чаще именуют турбонагнетателем (turbocharger).

С германским выговором

В первый раз наддув применил в собственных машинах легендарный француз Луис Рено. По иронии судьбы сейчас Renault — одна из немногих компаний, не использующая наддув в собственных двигателях для автомобилей .

Мировую же известность механическим нагнетателям принесла компания Mercedes-Benz, устанавливающая наддувочные компрессоры в конце 20-х сперва на гоночные, а начиная с 30-х — и на серийные автомобили. По окончании того, как компрессорные «Мерседесы» полюбили Адольф Гитлер и германские кинодивы, мода на наддувные автомобили перекинулась на Голливуд и оттуда — на всю землю.

Золотой век германских «компрессоров» закончился в один момент с началом Второй мировой. Главное использование компрессоров в военное время пришлось на авиацию: наддув употреблялся для компенсации недочёта кислорода на громадных высотах.

Особенно в этом преуспели американцы. Исходя из этого неслучайно в послевоенное время центр производства механических нагнетателей переместился за океан. Кроме того снова показавшиеся на «Мерседесах» по окончании полувекового перерыва механические нагнетатели для германского гиганта поставляет американская компания Eaton, что, но, не весьма афишируется.

Но это не означает, что европейцы распрощались с идеей наддува. Общеизвестно, что к мерседесовским нагнетателям в 30-е годы приложил руку небезызвестный конструктор Фердинанд Порше. Но на собственных двигателях он решил ставить турбонагнетатели.

Неприятность заключалась в том, что они приводятся в воздействие отработанными газами и должны выдерживать высокие температуры. Продолжительное время не существовало жаропрочных и прочных материалов и турбокомпрессоры оставались капризными и ненадежными агрегатами.

И лишь сильный прогресс германской оборонной индустрии 40-х годов в области авиационных турбореактивных двигателей наконец-то дал разработке и материалы для производства надежных автомобильных турбин. С того времени лучшие турбомоторы в Европе — у Porsche.

Борьба с ямами

Современный турбокомпрессор конструктивно несложнее механического нагнетателя, но имеет личные неприятности — высокую требовательность к качеству масла и, самое основное, медленный отклик на нажатие педали газа, что обусловливается инерцией турбины. С недочётом борются, устанавливая вместо одной большой две мелкие турбины (меньше масса — меньше инерция), по одной на собственную сторону двигателя. Такая схема довольно часто именуется «битурбо».

Вторая неприятность, которая связана с аэродинамикой турбины, так называемая «турбояма», — фактически полное отсутствие наддува до 2500−2800 об./мин. Проблему решают различными методами, включая такую экзотику, как подкрутка турбины скоростным электродвигателем.

Механический нагнетатель, что жестко связан с валом двигателя, имеет линейную связь между оборотов и наддува: автомобиль фактически мгновенно реагирует на нажатие педали акселератора, что особенно полезно при разгоне. Недочёт же данной схемы пребывает в меньшем КПД если сравнивать с турбонагнетателями: механический нагнетатель отбирает мощность с вала двигателя, а турбина приводится в перемещение фактически бесплатными выхлопными газами.

Недокрутить — пропасть, перекрутить — пропасть

Независимо от схемы привода, фактически воздушное пространство нагнетает компрессор. Громаднейшее распространение взяли две схемы — роторнозубчатая схема Roots, запатентованная во второй половине 60-ых годов XIX века братьями Филандером и Фрэнсисом Рутсами, и центробежные нагнетатели.

Преимущество нагнетателей Roots в их простоте. Первоначально вычисленные для двухтактных двигателей, подобные нагнетатели по сути являются импульсными, что не лучшим образом отражается на чертях двигателей.

При таковой схеме частота вращения компрессора в большинстве случаев образовывает 0,5−2 частоты оборотов коленвала двигателя. На громадных оборотах компрессор может выйти из строя, исходя из этого на современных нагнетателях используются особые центробежные муфты, ограничивающие обороты.

Рабочая частота вращения центробежных нагнетателей образовывает 40−90 тыс. об./мин (на некоторых моделях — 90−130). В случае если перекрутить таковой компрессор, поток нагнетаемого воздуха перестает быть ламинарным и появляющаяся турбулентность начинает тормозить поток — давление падает.

В случае если же недокрутить, то центробежная сила делается недостаточной для давления и наддув фактически сходит на нет. В итоге получается, что частоту вращения центробежного нагнетателя нужно поддерживать в пределах +/- 50%, в то время как во время перемещения частота работы двигателя изменяется в среднем в 7 раз. Все это ведет к установке разнообразных вариаторов и усложнению конструкции.

Вторая неприятность — в предельном большом давлении, которое смогут выдержать автомобильные двигатели. Хорошие моторы разрешают поднимать давление во впускном коллекторе в 1,6−1,7 раза, а компрессоры свободно усиливают давление в 2,7 раза. Дабы избежать повышенного давления, приходится ставить перепускные клапана для ограничения большого давления.

Само собой очевидно, увеличение давления на входе ведет к увеличению давления в цилиндрах. Но современные автомобильные двигатели уже подошли к пределу. Степень сжатия в последних моторах Mercedes достигла 10−10,5 раз, а в Porsche — 11−11,5 раз.

При большем сжатии кроме того высокооктановый бензин перестает гореть и начинает детонировать — взрываться. Выход — или использовать особые гипероктановые топлива, имеющие степень сжатия 17−18, на базе метанола либо нитрометана, или ставить моторы, изначально имеющие низкую степень сжатия — 8−8,5. Это, кстати, растолковывает, из-за чего ставить нагнетатели на ультрасовременные двигатели бессмысленно.

Механика ручной сборки

В заводских условиях несложнее всего ставить как раз турбонаддув — больше выигрыш в мощности, менее сложная конструкция, более несложная регулировка. В механических нагнетателях добавляются неприятности с размыкателями на холостых оборотах, совокупностями управления компрессора, вариатором и т. д. Не смотря на то, что некоторых это не пугает — за возможность иметь ровную тягу во всех диапазонах кое-какие компании идут на усложнение конструкции и ставят механические нагнетатели — к примеру, Mercedes, Jaguar, Land Rover.

Но это, скорее, исключение. Значительно чаще на замечательных автомобилях возможно заметить слово «Turbo».

Другое дело — тюнинг. Тут побоку повышенный расход горючего, холостой ход и повышенная токсичность, основное — дополнительная мощность. Тюнинговый наддув двигателей — это царство механических нагнетателей и устаревших многолитровых моторов.

И то и другое, само собой очевидно, американское.

С лучших современных двигателей, к примеру с 2,2-литрового турбодвигателя Porsche, конструкторы умудряются снимать по 160 л.с. с литра. Хороший 5,4-литровый двигатель GM выдает 70 л.с. с литра. Добавление дополнительных 50−100 л.с. на литр не приведет к летальным последствиям для для того чтобы мотора, в отличие от «европейца». Осталась сущая мелочь — отыскать свободное место под капотом и приобрести за

$35 тыс. готовый комплект для установки нагнетателя.

ответы и Вопросы по механическим нагнетателям

1. Для чего брать нагнетатель?

Принудительный наддув воздуха способен прибавить двигателю до 46% мощности и до 31% момента, в зависимости от настройки системы и технических параметров двигателя.

2. Каковы различия между простым и гоночным нагнетателем?

При установке стандартного механического нагнетателя не нужно переделки топливной настройки и системы двигателя. Более замечательный нагнетатель потребует настройки совокупности управления двигателем, переделки самого двигателя, установки замечательного топливного насоса. В большинстве случаев, установки простого набора вполне достаточно для оптимального повышения мощности штатного двигателя.

3. Какое обслуживание требуется для нагнетателей?

Обслуживание механических нагнетателей по большей части сводится к регулярной замене масла. Так как масло употребляется для охлаждения нагнетателя, обратите на это особенное внимание.

4. Сокращает ли ресурс двигателя использование нагнетателя?

Совсем необязательно, что использование нагнетателя очень плохо воздействует на ресурс мотора. Обороты — вот то, что воздействует на ресурс двигателя. В большинстве случаев двигатель с целью достижения большой мощности обязан «раскрутиться» до 7−8 тыс. об./мин.

При применении нагнетателя большие показатели момента и мощности достигаются при меньших оборотах двигателя. Меньше обороты — больше ресурс двигателя и выше экономичность автомобиля.

5. Возможно ли установить совокупность самостоятельно?

Для человека, имеющего слесарные навыки, установка механического нагнетателя не должна позвать значительных трудностей. Примерное время установки — 8−10 часов. Все наборы нагнетателей включают инструкцию по настройке и установке совокупности и всецело совместимы с уникальным оборудованием автомобиля.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№4, февраль 2003).

В погоне за идеалом. Мощности большое количество не бывает.


Записи по принципу Рандом:

самые интересные для Вас статьи, подобранные по важим запросам:

Метки:

Комментирование закрыто.