מפוחים מכניים. מה הם
תוכן
בתהליך ייצור המכוניות, מהנדסים חושבים לא רק על הכנסת טכנולוגיה חדישה, מראה מודרני ובטיחות ממדרגה ראשונה. כיום, מנועי בעירה פנימית לרכב מנסים לעשות פחות ולהשיג יעילות רבה יותר. הצגת מגדש-על מכני היא אחת הדרכים הללו - "לסחוט" את המקסימום, אפילו ממנוע 3 צילינדרים קטן.
מהו מדחס מכני, איך הוא מסודר ופועל, מה היתרונות והחסרונות שלו - בואו נדבר על זה בהמשך.
מהו מגדש על מכני
מפוח מכני הוא מכשיר המספק אוויר בכוח בלחץ גבוה להגדלת מסת תערובת הדלק-אוויר. המדחס מונע על ידי סיבוב גלגל גל הארכובה, ככלל, המכשיר מועבר באמצעות חגורה. דחיסת אוויר מאולצת באמצעות מגדש טורבו מכני מספקת 30-50% נוספים מהספק המדורג (ללא מדחס).
עקרון הפעולה של לחץ מכני
ללא קשר לסוג העיצוב, כל המפוחים מיועדים לדחיסת אוויר. מדחס הכונן מתחיל לפעול ברגע שהמנוע מתחיל. גל הארכובה, באמצעות גלגלת, מעביר מומנט למדחס, ובתורו, על ידי סיבוב הלהבים או הרוטורים, דוחס את אוויר הכניסה, ומזין אותו בכוח אל גלילי המנוע. אגב, מהירות ההפעלה של המדחס גבוהה פי כמה ממהירות גל הארכובה של מנוע הבעירה הפנימית. הלחץ שנוצר על ידי המדחס יכול להיות פנימי (נוצר ביחידה עצמה) וחיצוני (נוצר לחץ בקו הפריקה).
מכשיר לחץ מכני
מערכת כונן מפוחים רגילה מורכבת מהאלמנטים הבאים:
- ישירות המדחס;
- שסתום מצערת;
- שסתום עוקף עם מנחת;
- מסנן אויר;
- חיישן לחץ;
- חיישן טמפרטורת אוויר סעפת יניקה; וחיישן לחץ מוחלט.
אגב, עבור מדחסים שלחץ הפעולה שלהם אינו עולה על 0,5 בר, אין צורך בהתקנה של מצנן ביניים - מספיק לשפר את מערכת הקירור הסטנדרטית ולספק כניסה קרה בתכנון.
מפוח האוויר נשלט על ידי תנוחת המצערת. כאשר המנוע נמצא בסיבוב, ישנה אפשרות של לחץ יתר במערכת היניקה, מה שיוביל בקרוב לתקלה במדחס, ולכן ניתן כאן מנחת מעקפים. חלק מהאוויר הזה זורם חזרה למדחס.
אם המערכת מצוידת ב-intercooler, אזי מידת דחיסת האוויר תהיה גבוהה יותר עקב ירידה בטמפרטורה שלה ב-10-15 מעלות. ככל שטמפרטורת האוויר הנכנסת נמוכה יותר, כך תהליך הבעירה מתרחש טוב יותר, התרחשות הפיצוץ אינה נכללת, המנוע יעבוד בצורה יציבה יותר.
סוגי כונן לחץ מכני
במשך עשרות שנים של שימוש במדחס מכני, יצרני רכב השתמשו בסוגי כונן שונים, כלומר:
- הנעה ישירה - ישירות מחיבור נוקשה עם אוגן גל הארכובה;
- חֲגוֹרָה. הסוג הנפוץ ביותר. ניתן להשתמש בחגורות סתומות, חגורות חלקות וחגורות צלעות. הכונן מצוין עם שחיקת חגורה מהירה, כמו גם את הסבירות להחלקה, במיוחד במנוע קר;
- שרשרת - דומה לחגורה, אבל יש את החיסרון של רעש מוגבר;
- ציוד - יש גם רעש מוגזם וממדים גדולים של המבנה.
סוגי מדחסים מכניים
לכל אחד מסוגי המפוחים יש מאפיין ביצועים פרטני, וישנם שלושה סוגים כאלה:
- מדחס צנטריפוגלי. הסוג הנפוץ ביותר, שנראה מאוד דומה למגדש טורבו גז פליטה (שבלול). הוא משתמש באימפלר, שמהירות הסיבוב שלו מגיעה ל-60 סל"ד. אוויר נכנס לחלק המרכזי של המדחס במהירות גבוהה ובלחץ נמוך, וביציאה התמונה מתהפכת - אוויר מסופק לצילינדרים בלחץ גבוה, אך במהירות נמוכה. במכוניות מודרניות, סוג זה של מגדש על משמש יחד עם מגדש טורבו כדי למנוע השהיית טורבו. במהירויות נמוכות ובתנאי חולף, "שבלול" הכונן יספק אוויר דחוס ביציבות;
- לִדפּוֹק. האלמנטים המבניים העיקריים הם שני ברגים חרוטיים (ברגים) המותקנים במקביל. אוויר, הנכנס למדחס, עובר תחילה דרך החלק הרחב, ואז הוא נדחס עקב סיבובם של שני ברגים שמסתובבים פנימה. הם מותקנים בעיקר על מכוניות יקרות, והמחיר של מדחס כזה עצמו הוא ניכר - מורכבות העיצוב והיעילות משפיעים;
- פקה (שורשים). זהו אחד ממגדלי העל המכניים הראשונים שהותקנו על מנועי הרכב. שורשים הם זוג רוטורים עם קטע פרופיל מורכב. במהלך הפעולה, אוויר נע בין המצלמות לקיר הבית ובכך דוחס. החיסרון העיקרי הוא היווצרות לחץ מוגזם, ולכן העיצוב מספק מצמד אלקטרומגנטי לשליטה על המדחס, או שסתום מעקף.
ניתן למצוא מדחסים מכניים על מכוניות של יצרנים מוכרים: אאודי, מרצדס בנץ, קאדילק ואחרים. הם מותקנים על מנועים בעלי נפח גבוה, או במכונית קטנה במקביל לטורבינה המונעת על ידי אנרגיית גז.
יתרונות וחסרונות של מעגל מגדש-על מכני
באשר לחסרונות:
- הנעת המדחס באמצעות כונן מגיר הארכובה, ובכך מגדש העל לוקח חלק מהכוח, אם כי הוא מפצה עליו בהצלחה;
- רמת רעש גבוהה, במיוחד במהירות בינונית וגבוהה;
- בלחץ סמלי מעל 5 בר, יש צורך לשנות את עיצוב המנוע (להתקין בוכנות חזקות עם מוטות חיבור, להפחית את יחס הדחיסה על ידי התקנת אטם ראש צילינדר עבה, להרכיב מצנן);
- איכות ירודה של מדחסים צנטריפוגלים לא סטנדרטיים.
לגופו של עניין:
- מומנט יציב כבר מחוסר סרק;
- היכולת להפעיל את המכונית ללא צורך בהעלאת מהירות המנוע מעל הממוצע;
- עבודה יציבה במהירות גבוהה;
- יחסית למגדש הטורבו, המפוחים זולים יותר וקלים יותר לתחזוקה, ואין צורך לעצב מחדש את מערכת השמן בכדי לספק נפט למדחס.
שאלות ותשובות:
כיצד פועל מפוח מכני? בית המפוח כולל מפזר. כשהאימפלר מסתובב, האוויר נשאב פנימה ומופנה לכיוון המפזר. משם הוא נכנס לחלל שמכלה את האוויר הזה.
למה מיועד מפוח מכני וכיצד הוא פועל? יחידה מכנית זו דוחסת את הגז מבלי לקרר אותו. בהתאם לסוג המפוח (עיצוב מנגנון איסוף הגז), הוא מסוגל ליצור לחץ גז מעל 15 kPa.
איזה סוג של מפוחים יש? המפוחים הנפוצים ביותר הם צנטריפוגליים. יש גם בורג, פקה ובוכנה סיבובית. לכל אחד מהם מאפייני עבודה משלו והלחץ שנוצר.
