Mechanische Gebläse. Was sind
 

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Bei der Automobilproduktion denken die Ingenieure nicht nur an die Implementierung der letzten Worttechnologien, das moderne Erscheinungsbild und die erstklassige Sicherheit. Verbrennungsmotoren in Automobilen versuchen heute, weniger zu tun und mehr Effizienz zu erzielen. Die Einführung eines mechanischen Kompressors ist eine dieser Möglichkeiten - um das Maximum selbst bei einem kleinen 3-Zylinder-Motor herauszuquetschen.

Was ist ein mechanischer Kompressor, wie funktioniert er und wie funktioniert er, was sind seine Vor- und Nachteile - lassen Sie uns weiter darüber sprechen.

Was ist ein mechanischer Lader?

Ein mechanisches Gebläse ist eine Vorrichtung, die Luft unter hohem Druck zwangsweise zuführt, um die Masse des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erhöhen. Der Kompressor wird durch Drehen der Kurbelwellenscheibe angetrieben, in der Regel wird die Vorrichtung über einen Riemen übertragen. Die erzwungene Luftkompression mit einem mechanischen Turbolader liefert zusätzliche 30-50% der Nennleistung (ohne Kompressor).

 
Mechanische Gebläse. Was sind

Wie mechanische Druckbeaufschlagung funktioniert

Unabhängig von der Art der Konstruktion sind alle Gebläse so ausgelegt, dass sie Luft komprimieren. Der Antriebskompressor läuft an, sobald der Motor startet. Die Kurbelwelle überträgt über eine Riemenscheibe ein Drehmoment auf den Kompressor, das wiederum durch Drehen der Schaufeln oder Rotoren die Ansaugluft komprimiert und sie gewaltsam den Motorzylindern zuführt. Die Betriebsdrehzahl des Kompressors ist übrigens um ein Vielfaches höher als die Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Der vom Kompressor erzeugte Druck kann intern (im Gerät selbst erzeugt) und extern (Druck wird in der Druckleitung erzeugt) sein.

Mechanische Gebläse. Was sind

Mechanische Druckvorrichtung

Ein typisches Gebläseantriebssystem besteht aus Folgendem:

  • direkt den Kompressor;
  • Drosselklappe;
  • Bypassventil mit Dämpfer;
  • Luftfilter;
  • Drucksensor;
  • einen Ansaugkrümmer-Temperatursensor und einen Absolutdrucksensor.
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Übrigens ist für Kompressoren, deren Betriebsdruck 0,5 bar nicht überschreitet, der Einbau eines Ladeluftkühlers nicht erforderlich - dies reicht aus, um das Standardkühlsystem zu verbessern und einen kalten Einlass in der Konstruktion bereitzustellen.

 

Das Luftgebläse wird durch die Drosselklappenstellung gesteuert. Wenn der Motor im Leerlauf läuft, besteht die Möglichkeit eines Überdrucks im Ansaugsystem, der bald zu einer Fehlfunktion des Kompressors führen wird. Daher ist hier ein Bypass-Dämpfer vorgesehen. Ein Teil dieser Luft strömt zurück zum Kompressor.

Wenn das System mit einem Ladeluftkühler ausgestattet ist, ist der Grad der Luftkompression aufgrund einer Temperatursenkung um 10-15 Grad höher. Je niedriger die Ansauglufttemperatur ist, desto besser ist der Verbrennungsprozess, das Auftreten einer Detonation ist ausgeschlossen, der Motor läuft stabiler. 

Antriebsarten mit mechanischer Druckbeaufschlagung

Im Laufe der Jahrzehnte der Verwendung eines mechanischen Kompressors haben Automobilhersteller verschiedene Arten von Antrieben verwendet, nämlich:

  • Direktantrieb - direkt vom starren Eingriff mit dem Kurbelwellenflansch;
  • Gürtel. Der häufigste Typ. Zahnriemen, glatte Riemen und gerippte Riemen können verwendet werden. Der Antrieb ist mit schnellem Riemenverschleiß sowie der Wahrscheinlichkeit eines Schlupfes, insbesondere bei einem kalten Motor, gekennzeichnet.
  • Kette - ähnlich wie der Riemen, hat jedoch einen Nachteil in Form eines erhöhten Betriebsgeräuschs;
  • Zahnrad - übermäßige Geräusche und große Abmessungen der Struktur werden ebenfalls festgestellt.
Mechanische Gebläse. Was sind
Radialkompressor

Arten von mechanischen Kompressoren

Jeder der Gebläsetypen hat eine individuelle Leistungseigenschaft, und es gibt drei Arten von Gebläsen:

  • Radialkompressor. Der gebräuchlichste Typ, der einem mit Abgasen (Schnecke) betriebenen Turbolader sehr ähnlich sieht. Es wird ein Laufrad mit einer Drehzahl von 60 U / min verwendet. Luft tritt mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Druck in den zentralen Teil des Kompressors ein, und am Auslass ist das entgegengesetzte Bild - Luft wird den Zylindern mit hohem Druck, aber mit niedriger Geschwindigkeit zugeführt. In modernen Autos wird dieser Kompressortyp zusammen mit einem Turbolader verwendet, um Turboverzögerungen zu vermeiden. Bei niedrigen Drehzahlen und Übergangsbedingungen liefert die „Spirale“ des Antriebs Druckluft stabil.
  • Schraube. Die Hauptstrukturelemente - zwei konische Schrauben (Schrauben) sind parallel installiert. Die in den Kompressor eintretende Luft strömt zuerst durch den breiten Teil, wonach sie aufgrund der Drehung von zwei nach innen drehenden Schrauben komprimiert wird. Sie werden hauptsächlich in teuren Autos installiert, und der Preis für einen solchen Kompressor selbst ist beträchtlich - die Komplexität des Designs und die Effizienz wirken sich aus;
  • Nocke (Wurzeln). Es ist einer der ersten mechanischen Lader, die in Kraftfahrzeugmotoren eingebaut werden. Wurzeln sind ein Rotorenpaar mit einem komplexen Profilabschnitt. Während des Betriebs bewegt sich Luft zwischen den Nocken und der Gehäusewand, wodurch sie komprimiert wird. Der Hauptnachteil ist die Bildung einer übermäßigen Druckbeaufschlagung, daher sieht die Konstruktion eine elektromagnetische Kupplung zur Steuerung des Kompressors oder ein Bypassventil vor.
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Schraubenverdichter

Mechanische Kompressoren finden sich auf Maschinen namhafter Hersteller: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac und andere. Sie werden in Großmotoren oder in einem Kleinwagen zusammen mit einer mit Gasenergie betriebenen Turbine eingebaut.

Mechanische Gebläse. Was sind
Kompressorwurzeln

Vor- und Nachteile einer mechanischen Laderschaltung

Was die Nachteile betrifft:

 
  • Antreiben des Kompressors mittels eines Antriebs von der Kurbelwelle, wodurch der Lader einen Teil der Leistung wegnimmt, obwohl er dies erfolgreich kompensiert;
  • hoher Geräuschpegel, insbesondere bei mittleren und hohen Geschwindigkeiten;
  • Bei einem Nenndruck über 5 bar muss das Design des Motors geändert werden (starke Kolben mit Pleuel einbauen, Verdichtungsverhältnis durch Einbau einer dicken Zylinderkopfdichtung verringern, Ladeluftkühler montieren);
  • schlechte Qualität von nicht standardmäßigen Radialkompressoren.

In der Sache:

  • stabiles Drehmoment bereits ab Leerlaufdrehzahl;
  • die Fähigkeit, das Auto zu bedienen, ohne dass die Motordrehzahl über dem Durchschnitt liegen muss;
  • stabile Arbeit bei hoher Geschwindigkeit;
  • Im Vergleich zu einem Turbolader sind die Gebläse billiger und leichter zu warten, und das Ölsystem muss nicht neu konstruiert werden, um den Kompressor mit Öl zu versorgen.
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