Понимание нагнетателя в автомобильных двигателях

Нагнетатель является еще одним изобретением поршневого двигателя внутреннего сгорания для повышения его эффективности работы. Это воздушный компрессор, который увеличивает давление или плотность воздуха, поступающего в камеру сгорания двигателя для чрезмерной работы.

Как известно, от камеры сгорания с помощью топливно-воздушной смеси автомобильный двигатель получает свое механическое движение. Таким образом, добавление нагнетателя для увеличения давления воздуха, поступающего в камеру, также увеличивает количество смешиваемого и сжигаемого топлива, что приводит к высокой производительности двигателя.

Читайте:Понимание масляного насоса двигателя

В этой статье вы познакомитесь с определением, функциями, типами, принципом работы и полной схемой нагнетателей. Вы также познакомитесь с термином твинчарджер, а также сходствами и различиями наддува и турбонаддува. Итак,

Что такое нагнетатель?

Нагнетатель — это компонент с механическим приводом, который используется в поршневых двигателях для нагнетания сжатого воздуха во впускной коллектор с помощью воздушного компрессора или нагнетателя. Высокое давление увеличивает уровень воздуха, поступающего в цилиндр во время такта впуска.

Нагнетатели позволяют двигателю сжигать больше топлива и выполнять больше работы, поскольку каждый впускной цикл двигателя получает больше кислорода. Эти силовые компоненты приводятся в действие механически с помощью шестерни, ремня, вала или цепи, соединенных с коленчатым валом двигателя.

Здесь другой компонент имеет больше преимуществ, чем нагнетатель, он называется турбонагнетателем. Хотя эта часть известна как нагнетатель, поэтому ее называют турбонагнетателем или турбонаддувом. Он обеспечивает мощность с помощью турбины, которая приводится в действие выхлопными газами, полученными в конце такта сгорания.

Итак, одним из отличий нагнетателя от турбокомпрессора является их источник питания. Нагнетатель приводится в действие коленчатым валом двигателя, а турбокомпрессор приводится в действие выхлопными газами, образующимися в процессе сгорания.

Как и другие зарядные устройства в двигателях, основной функцией нагнетателя является увеличение количества воздуха, поступающего во впускной коллектор. Это позволяет двигателю сжигать больше топлива и выполнять больше работы, следовательно, увеличивается мощность.

Типы нагнетателей

Ниже приведены различные типы нагнетателей, используемых для увеличения мощности автомобильных двигателей:

Центробежные нагнетатели: эти нагнетатели довольно легко упаковать в модернизированные установки послепродажного обслуживания. В нем используется центробежный нагнетатель с переменным передаточным отношением, который содержит бесступенчатый привод шкива, установленный на обычном компрессоре.

Заводские нагнетатели на V-образных двигателях обычно упаковываются в долину V-образного сечения, что позволяет использовать более длинную, низкую и узкую упаковку.

Нагнетатели Рутса: нагнетатели корней являются наиболее популярными типами. В их конструкции есть два вращающихся в противоположных направлениях вала с выступами, которые нагнетают воздух через валы. Как правило, воздух входит в верхнюю часть устройства и выходит через нижнюю часть.

Двухвинтовые нагнетатели: эти типы нагнетают воздух с одного конца на другой конец турбонагнетателя.

Прочтите:Общие сведения о системе мокрого и сухого масляного картера

Принцип работы нагнетателя

Я объясню, как работают нагнетатели трех основных доступных типов, включая центробежные, корневые и двухвинтовые. Их отличие в том, как они нагнетают воздух во впускной коллектор двигателя.

В центробежных нагнетателях используется крыльчатка, которая всасывает воздух, в то время как в корневых и двухвинтовых нагнетателях используются разные лепестки зацепления. Все они получают мощность вращения от коленчатого вала двигателя. и они усиливают двигатель на разном уровне.

Нагнетатель Рутса - самая старая версия, запатентованная в 1860 году Филандером и Фрэнсисом Рутсом для вентиляции шахтных стволов. Проект автомобильного двигателя был представлен в 1900 году Готлибом Даймлером.

При его работе сцепляющиеся лопасти корневого нагнетателя вращаются, заставляя воздух задерживаться в кармане между лопастями. Воздух находится между стороной наполнения и стороной нагнетания. большое количество воздуха поступает во впускной коллектор и скапливается, создавая положительное давление.

Нагнетатель Рутса расположен в верхней части двигателя из-за его больших размеров. Это наименее эффективный из трех типов, потому что они увеличивают вес автомобиля. Кроме того, они перемещают воздух дискретными рывками, а не плавным и непрерывным потоком.

Посмотрите видео, чтобы лучше понять работу нагнетателей корней:

Сходства и различия между нагнетателем и турбокомпрессором

Сходство между турбокомпрессором и нагнетателем заключается в том, что оба они увеличивают рабочую мощность двигателя. Оба имеют компрессор, который нагнетает воздух во впускной коллектор двигателя. Так вот двухкомпонентка имеет такое же назначение на автомобильных двигателях.

Разница между этими двумя компонентами заключается в том, что нагнетатели используют механическую энергию для вращения своего компрессора. Эта мощность передается от коленчатого вала с помощью шестерни, ремня или цепи. В случае турбокомпрессоров мощность вырабатывается из выхлопных газов, вырабатываемых в цикле сгорания. Компонент также является нагнетателем, но отличается источником питания.

Теперь вопрос, что из этого лучше, турбо или нагнетатель?

Оба этих оборудования можно использовать для экономии топлива и увеличения мощности. И у них обоих есть свои преимущества и ограничения. Турбокомпрессоры используют свободную энергию, которая полностью испаряется в атмосферу, но вместо этого газ используется для питания детали. Ведущая турбина увеличивает противодавление выхлопных газов, что создает некоторую нагрузку на двигатель. ну, приложенная нагрузка меньше по сравнению с нагнетателем.

Механическая нагрузка, которую нагнетатели оказывают на автомобиль, намного выше из-за большого и тяжелого нагнетателя, который они содержат. Эти воздуходувки потребляют 900 лошадиных сил коленчатого вала двигателя, общая мощность которого составляет 7500 лошадиных сил.

Однако преимущество нагнетателя заключается в том, что двигатель разгоняется почти мгновенно, в отличие от турбокомпрессоров, которые имеют некоторую задержку отклика. Двигатель ждет, пока выхлопных газов не будет достаточно, чтобы турбокомпрессор мог его поднять. Вот почему нагнетатель все еще используется. Большинство производственных компаний не могут тратить драгоценную мощность на воздуходувки, поэтому в основном используют турбокомпрессоры.

Прочитайте все, что вам нужно знать о двигателях с турбонаддувом

Двойная зарядка

Двойной наддув — это термин, которым обозначают транспортное средство, включающее в себя как нагнетатель с ременным приводом, так и турбокомпрессор с приводом от выхлопных газов. В его конструкции имеется сложный ряд перепускного клапана в системе впуска и выпуска, а также электромагнитная муфта. При этом на низких оборотах двигателя будет получаться наддув от нагнетателя.

Буст получается от обеих систем в середине диапазона оборотов. На самых высоких оборотах система отключается от нагнетателя и изолируется связанный с ним воздуховод. Добавление обеих систем устраняет их недостатки. Наконец, давайте быстро рассмотрим преимущества и недостатки наддува.

Преимущества и недостатки нагнетателей

Преимущества:

Ниже приведены преимущества нагнетателя в поршневом двигателе:

• Отличное распыление топлива
• Лучшая топливно-воздушная смесь
• Более высокая выходная мощность
• Лучшие продукты для очистки
• Хорошие характеристики крутящего момента во всем диапазоне
• Плавное и полное сгорание
• Можно использовать топливо с плохим воспламенением
• Меньше дыма из выхлопных газов
• Повышена механическая эффективность
• Улучшенный холодный запуск
• Быстрое ускорение автомобиля
• Быстрое отражение повышения мощности.

Прочтите Вещи, которые вы должны знать о шатуне

Недостатки:

Несмотря на преимущества устройства наддува, все же существуют некоторые ограничения. Ниже приведены недостатки нагнетателя:

• Увеличена загрузка газа
• Увеличение потерь тепла из-за повышенной турбулентности.
• Высокие требования к системе охлаждения
• Повышенная тепловая нагрузка
• Высокая склонность к детонации в двигателях SI.

В заключение, нагнетатель — еще одно замечательное устройство, используемое в автомобильных двигателях для повышения его рабочей мощности. Мы определили нагнетатель как механические компоненты, которые используются в поршневых двигателях для подачи сжатого воздуха во впускной коллектор. Мы также видели его функции, типы, работу и т. д.

Прочитайте все, что вам нужно знать о карбюраторе

Я надеюсь, что вы найдете статью интересной, если это так, проверьте больше сообщений ниже, чтобы получить больше знаний. Пожалуйста, не забудьте поделиться этим постом с другими студентами технических вузов. Спасибо!