Mechanická dmychadla. Jaké jsou

V procesu výroby automobilů myslí inženýři nejen na zavádění nejmodernějších technologií, moderního vzhledu a prvotřídní bezpečnosti. Automobilové spalovací motory se dnes snaží dělat méně a dosahovat vyšší účinnosti. Zavedení mechanického kompresoru je jednou z těch cest – „vymáčknout“ maximum i z malého 3válcového motoru.

Co je mechanický kompresor, jak je uspořádán a funguje, jaké jsou jeho výhody a nevýhody - promluvme si o tom později.

Co je to mechanický kompresor

Mechanické dmychadlo je zařízení, které násilím dodává vzduch pod vysokým tlakem, aby se zvýšila hmotnost směsi paliva a vzduchu. Kompresor je poháněn otáčením řemenice klikového hřídele, zařízení je zpravidla komunikováno prostřednictvím pásu. Nucená komprese vzduchu pomocí mechanického turbodmychadla poskytuje dalších 30-50% jmenovitého výkonu (bez kompresoru).

Princip činnosti mechanického natlakování

Bez ohledu na typ konstrukce jsou všechna dmychadla navržena pro stlačování vzduchu. Po spuštění motoru se kompresor pohonu rozběhne. Klikový hřídel přenáší přes řemenici točivý moment na kompresor a ten zase otáčením lopatek nebo rotorů stlačuje nasávaný vzduch a násilně jej přivádí do válců motoru. Mimochodem, provozní rychlost kompresoru je mnohonásobně vyšší než rychlost klikového hřídele spalovacího motoru. Tlak generovaný kompresorem může být vnitřní (vytvářený v samotné jednotce) a vnější (tlak je vytvářen ve výtlačném potrubí).

Mechanické tlakové zařízení

Standardní systém pohonu dmychadla se skládá z následujících prvků:

• přímo kompresor;
• škrticí klapka;
• obtokový ventil s tlumičem;
• vzduchový filtr;
• tlakoměr;
• snímač teploty vzduchu v sacím potrubí a snímač absolutního tlaku.

Mimochodem, u kompresorů, jejichž provozní tlak nepřesahuje 0,5 baru, není nutná instalace mezichladiče - stačí vylepšit standardní chladicí systém a zajistit vstup chladu v konstrukci.

Dmychadlo je ovládáno polohou škrticí klapky. Při volnoběhu motoru existuje možnost přetlaku v sacím systému, což brzy povede k poruše kompresoru, takže je zde k dispozici obtokový tlumič. Část tohoto vzduchu proudí zpět do kompresoru.

Pokud je systém vybaven mezichladičem, pak bude stupeň komprese vzduchu vyšší v důsledku poklesu jeho teploty o 10-15 stupňů. Čím nižší je teplota nasávaného vzduchu, tím lépe probíhá spalovací proces, je vyloučen výskyt detonace, motor bude pracovat stabilněji. 

Druhy mechanického přetlakového pohonu

V průběhu desetiletí používání mechanického kompresoru používali výrobci automobilů různé typy pohonů, jmenovitě:

• přímý pohon - přímo z tuhého záběru s přírubou klikového hřídele;
• pás. Nejběžnější typ. Lze použít ozubené řemeny, hladké řemeny a žebrované řemeny. Pohon se vyznačuje rychlým opotřebením řemenu a pravděpodobností prokluzu, zejména u studeného motoru;
• řetěz - podobný řemenu, ale má nevýhodu zvýšené hlučnosti;
• ozubené kolo - je zde také nadměrná hlučnost a velké rozměry konstrukce.

Odstředivý kompresor

Druhy mechanických kompresorů

Každý z typů dmychadel má individuální výkonnostní vlastnost a existují tři typy z nich:

• odstředivý kompresor. Nejběžnější typ, který vypadá velmi podobně jako turbodmychadlo na výfukové plyny (šnek). Využívá oběžné kolo, jehož otáčky dosahují 60 000 ot./min. Vzduch vstupuje do centrální části kompresoru vysokou rychlostí a nízkým tlakem a na výstupu je obraz obrácený - vzduch je přiváděn do válců pod vysokým tlakem, ale s nízkou rychlostí. V moderních autech se tento typ kompresoru používá společně s turbodmychadlem, aby se zabránilo prodlevě turba. Při nízkých rychlostech a přechodných podmínkách bude „šnek“ pohonu stabilně dodávat stlačený vzduch;
• šroub. Hlavními konstrukčními prvky jsou dva kónické šrouby (šrouby) instalované paralelně. Vzduch vstupující do kompresoru nejprve prochází širokou částí, poté je stlačen rotací dvou šroubů, které se otáčejí dovnitř. Instalují se hlavně na drahá auta a samotná cena takového kompresoru je značná - ovlivňuje složitost konstrukce a účinnost;
• vačka (kořeny). Je to jeden z prvních mechanických kompresorů instalovaných na automobilových motorech. Kořeny jsou dvojice rotorů se složitým profilovým profilem. Během provozu se vzduch pohybuje mezi vačkami a stěnou krytu a tím se stlačuje. Hlavní nevýhodou je tvorba nadměrného tlaku, proto konstrukce zajišťuje elektromagnetickou spojku pro ovládání kompresoru nebo obtokový ventil.

Šroubový kompresor

Mechanické kompresory najdete na strojích známých výrobců: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac a dalších. Instalují se na velkoobjemové motory nebo do malého auta v tandemu s turbínou poháněnou energií plynu.

Kořeny kompresoru

Výhody a nevýhody obvodu mechanického přeplňování

Pokud jde o nevýhody:

• pohon kompresoru pomocí pohonu od klikového hřídele, čímž kompresor odebírá část energie, i když ji úspěšně kompenzuje;
• vysoká hladina hluku, zejména při středních a vysokých rychlostech;
• při jmenovitém tlaku větším než 5 barů je nutné změnit konstrukci motoru (namontovat silné písty s ojnicemi, snížit kompresní poměr instalací silného těsnění hlavy válců, namontovat mezichladič);
• špatná kvalita nestandardních odstředivých kompresorů.

Ve věci samé:

• stabilní točivý moment již od volnoběhu;
• schopnost řídit auto bez nutnosti zvyšovat průměrné otáčky motoru;
• stabilní práce při vysoké rychlosti;
• ve srovnání s turbodmychadlem jsou dmychadla levnější a snadněji se udržují a není třeba přepracovávat olejový systém, aby dodával olej do kompresoru.

Otázky a odpovědi:

Jak funguje mechanické dmychadlo? Skříň ventilátoru má difuzor. Jak se oběžné kolo otáčí, vzduch je nasáván a směrován směrem k difuzoru. Odtud se dostává do dutiny, která tento vzduch spotřebovává.

K čemu je mechanické dmychadlo určeno a jak funguje? Tato mechanická jednotka stlačuje plyn bez jeho chlazení. V závislosti na typu dmychadla (provedení mechanismu sběru plynu) je schopno vytvořit tlak plynu nad 15 kPa.

Jaké jsou tam dmychadla? Nejběžnější dmychadla jsou odstředivá. Nechybí ani šroub, vačka a rotační píst. Každý z nich má své vlastní zvláštnosti práce a generovaný tlak.