Повышение мощности двигателя автомобиля достигается различными способами. Один из самых оптимальных подходов – повышение эффективности работы силовой установки путем наращивания объема бензино-воздушной смеси, подаваемой в цилиндры. Для этого в конструкцию двигателя добавляются компрессоры – механические нагнетатели, обеспечивающие принудительную подачу в камеры сгорания воздуха под большим давлением.
Что такое компрессор в машине?
Компрессором называется любой механизм, создающий на выходе высокое давление воздуха или другого газа. Используемые в автомобильных двигателях механические компрессоры работают от коленвала, крутящий момент которого передается посредством ременной либо цепной передачи. Кулачковые механизмы либо крыльчатка компрессора создают направленный воздушный поток, который подается в двигатель. Благодаря принудительному нагнетанию воздуха в цилиндры может закачиваться большее количество топлива, энергия сгорания увеличивается, вследствие чего возрастает и мощность мотора.
Следует отметить, что просто использовать больше бензина для увеличения мощности невозможно – для эффективного сгорания топлива требуется определенное количество кислорода. Таким образом, компрессор, по сути, является практически единственным возможным способом нарастить мощность двигателя, практически не изменяя его габариты и массу. Благодаря этому установка ДВС с механическим нагнетателем возможна даже на достаточно компактные и легкие автомобили.
Как работают компрессоры
В атмосферных автомобилях забор воздуха осуществляется по следующей схеме:
- Опускаясь по цилиндру вниз, поршень создает разреженную среду.
- В результате уменьшения давления воздух засасывается в камеру сгорания, где он впоследствии смешивается с топливом, сжимается поднимающимся поршнем и воспламеняется.
Здесь объем поступающего воздуха ограничивается рабочим объемом цилиндра, соответственно для моторов атмосферного типа единственным способом повышения мощности является увеличение внутреннего объема.
Двигатель с установленным компрессором
Установленный же компрессор позволяет использовать возможность воздуха сжиматься под внешним воздействием. Создаваемое его рабочими элементами давление заставляет цилиндры наполняться большим объемом воздуха, а горючая смесь, соответственно, получает больше кислорода. Добавляя к нему увеличенный объем топлива, удается получить больше энергии, которая при сгорании смеси толкает поршень и создает момент движения.
Для эффективного нагнетания воздуха рабочие элементы компрессора (роторы или крыльчатка) должны вращаться быстрее коленчатого вала. Достичь этого позволяет установка шестерней разных размеров: ведущая звездочка больше, чем приводные шестерни нагнетателя. Благодаря этому удается достичь частоты вращения в 50 000 об/мин. и более.
Дополнительно увеличить объем подаваемого в цилиндры воздуха позволяет установка интеркулера. Этот агрегат охлаждает воздух, выходящий из компрессора, в результате чего газ дополнительно сжимается.
Средний прирост мощности на автомобилях, оборудованных компрессорами, в сравнении с атмосферными аналогами составляет 35-45%, кроме того, примерно на 30% возрастает крутящий момент.
Читайте также: Что такое атмосферный двигатель и как он работает.
Виды компрессоров
Механические нагнетатели, устанавливаемые на двигатели современных машин, изготавливаются в разных видах:
Они различаются, прежде всего, способом подачи воздуха в мотор. В основе роторного и 2-винтового механизма лежат кулачковые валы, а центробежные модели имеют в своей конструкции крыльчатки с тем или иным числом лопастей. У каждого из указанных типов есть свои индивидуальные преимущества и недостатки.
Самой старой является роторная конструкция нагнетателя. Она была запатентована еще в 1860 г., а в 1900 впервые использована в автомобилестроении. Вращающиеся кулачковые валы направляют попадающий в полость агрегата воздух в двигатель, где тот создает повышенное давление. Данный вид компрессоров является наименее эффективным по ряду причин:
- такие устройства имеют большие габариты и массу;
- при их работе создается прерывистый поток воздуха, в результате чего эффективность наполнения двигателя постоянно изменяется.
Читайте также: Штекер для подключения автомобильного компрессора
2-винтовые модели имеют в своей конструкции 2 ротора, напоминающие червячную передачу. Они и обеспечивают движение воздуха в камеры сгорания. Общий принцип работы таких компрессоров в целом такой же, как и у роторных образцов. Однако здесь воздух сжимается уже внутри компрессора благодаря конической форме роторов и сужению воздушных карманов. Поэтому они более эффективны – провалов воздушного потока практически не возникает из-за повышенного давления в самом нагнетателе.
Наиболее эффективны на сегодняшний день центробежные компрессоры. Именно они используются для решения большинства задач, связанных с повышением воздушного давления в той или иной системе. Размещенная в корпусе такого нагнетателя крыльчатка вращается с частотой до 60 000 об./мин, благодаря чему возникает большая центробежная сила. Воздух выходит из такого компрессора на высокой скорости, но под низким давлением и подается на диффузор. Здесь скорость потока снижается, а давление повышается. Еще одно немаловажное преимущество устройств данного вида – компактные размеры: именно центробежные компрессоры устанавливаются на «заряженные» версии малолитражных автомобилей. Впрочем, на более крупных моделях их преимущества также становятся очевидны.
Читайте также: Как увеличить мощность двигателя: популярные способы.
Чем отличается компрессор от турбины
Мнение, что компрессор и турбина – это одно и то же, в корне ошибочно. Да, оба устройства выполняют общую задачу: нагнетают воздух в двигатель, однако они используют разный принцип исполнения этой задачи.
Компрессор приводится в действие энергией коленвала, а крыльчатку турбины заставляет вращаться поток выхлопных газов. Это отличие обусловливает следующий момент: работа турбины не приводит к потерям мощности, потому что она не использует энергию двигателя, в то время как для работы компрессора может потребоваться до 30% исходной мощности.
С другой стороны, эффективность турбины изменяется в зависимости от интенсивности работы двигателя, она дает ощутимый прирост мощности только на средних и высоких оборотах. Компрессор же работает в постоянном режиме, на который он выходит практически сразу после старта двигателя.
При этом, турбина – более сложный и поэтому дорогостоящий агрегат, чем компрессор. Она более чувствительна к качеству масла, а ее обслуживание и ремонт требует специфических навыков и зачастую стоит дороже ремонта компрессора.
Как можно увидеть, компрессор – это эффективный, надежный и относительно недорогой способ увеличить мощность автомобиля, сохраняя размеры и массу его двигателя. Такие устройства используются на автомобилях самого разного типа и назначения – от трековых и гоночных болидов до повседневных автомобилей с «горячим» характером.
Стационарная установка компрессора, ч. 1
Если вдаваться в детали, то это не первая часть сурового повествования о моём постижении Дао пневматики, так как стационарно устанавливать компрессор я планировал еще до того, как купил его. И даже не вторая, так как был еще ряд пробных подскоков к ресиверу и арматуре.
Но, как это обычно и бывает — то времени нет, то денег. А то и вообще — ни того, ни другого. И вот, наконец, собрался.
Зачем встраивать? За год использования я понял, что неудобно каждый раз доставать сумку с компрессором, распаковывать его, открывать капот, цепляться к аккумулятору и т.п. У правильных пацанов пневморозетка либо сразу под капотом(а то и вообще компрессор прямо там прикручен), либо за лючком бензобака — вонзил шланг и качай на здоровье. Или продувай.
Читайте также: Фильтры для компрессоров becker
Я довольно много думал над деталями встраивания. Под капотом, с одной стороны, в Патриоте места много. А с другой — для компрессора пространство найдется разве что на крыле, рядом с бачком омывайки, а это ай-яй-яй: во-первых, под капотом температурный режим, к которому компрессор не очень-то пригоден, а во-вторых — там он будет стоять под углом к горизонтальной плоскости. Не то чтобы это вот прям недопустимо, но производитель не допускает эксплуатацию в «вертикальном» положении. В общем, подкапотное пространство нам не подходит. А вот в багажнике места много. Многие, в том числе гуру патриотологии, втыкают компрессор именно туда. Так что и я решил ставить в багажник.
Отрезать провода отчаянно не хотелось. Год назад это привело бы к потере гарантии, но теперь она закончилась. Да и вообще я стараюсь в таких делах по возможности обходиться без радикальных мер. Кроме того, неплохо бы иметь возможность его, в случае чего, оперативно снять и иметь возможность использовать на другом автомобиле или вообще отдельном аккумуляторе. Зачем? Ну мало ли что, я же параноик. Воображение живо рисует картинку, как Жабыч стоит с севшим аккумом, а рядом у кареты скорой помощи спустило колесо, свой компрессор сломался, а время 4 часа ночи и других машин рядом нет. А пациент уже бьётся, пуская пену. И тут я героически скидываю свой компрессор, мы быстро накачиваем спущенное колесо, больной спасён, а я герой. Ну или что-нибудь в таком же духе.
В общем, я решил не отрезать родной провод, а аккуратно прицепиться к клеммам.
Для этого каждую клемму я сначала просверлил:
А затем, при помощи болтов М6×20 и барашковых гаек присовокупил к ним клеммы:
Сначала я планировал цеплять непосредственно «поднос» — штатную платформу, на которой был установлен компрессор. Однако он, во-первых, слишком широкий для того места, куда планировалась установка, а, во-вторых — компрессор крепится к нему через резиновые проставки, и я побоялся, что через какое-то время его просто сорвёт с этих проставок. Поэтому проставки я, при помощи смазки и закруглённого на наждаке гвоздя-сотки, вытолкал из скоб на компрессоре и отсоединил «поднос».
Есть у Беркутов одна неприятная особенность, о которой я уже писал. Если кратко, то есть два распространённых стандарта(если судить по каталогу одного из самых известных производителей пневмо-арматуры Camozzi) — с условным проходом(т.е. внутренним диаметром отверстия в «папе») в 5 мм и 7 мм:
Вот так выглядит «ключ» на Беркуте рядом с обычным «ключом» 7мм на шланге, купленном в магазине:
Вроде бы, довольно очевидным кажется, что на Беркуте просто использован условный проход в 5мм. Но не тут-то было, в отличном ЖЖ-шном сообществе garage-ru, где я поинтересовался этим вопросом, мне сообщили, что у Беркута разъем нестандартный, цитирую: «У беркута засада в вылете оконечной части после юбки. Была слишком длинная, поэтому обжимные шары неплотно фиксировали разъем. Я просто даже не стал заморачиваться и взял маму от Беркута, которую зажал в камоццевский фитинг.» ©
Кроме того, большинство продающихся в магазинах нашего города пневмо-прибамбасов — пистолетов, шлангов-удлинителей, манометров и т.п. рассчитаны именно на разъёмы 7мм. Почему так — я не знаю.
Читайте также: Компрессор с генератором atlas copco
Универсальность в таких вопросах — не лишняя, поэтому решено было заменить фитинг на компрессоре, а для работы с «родным» шлангом изготовить переходник.
Сначала снимаем пластиковую крышку, закрывающую доступ к гайке фитинга. Увы, у меня она отказалась сниматься без повреждений:
Потом снимаем «щёки» и ручку — при стационарной установке они будут лишь занимать лишнее место.
И вкручиваем новый фитинг:
Кстати, интересный момент — на родном беркутовском фитинге резьба цилиндрическая, а на «стандартных» — слегка коническая. Причем с разным шагом. Поэтому, даже при одинаковом, на глаз, диаметре — вкрутить обычный фитинг сразу в трубку, которая внутри ручки — врядли получится. А вот сама трубка через ниппель-переходник вкручена в выпускной коллектор уже стандартной, чуть конической резьбой.
Я её вкрутил в «маму», купленную еще во время прошлогодних экспериментов с ресивером и получил переходник:
Установка планировалась на пластину в левой части багажника, ранее служившую опорой пластиковой обшивке крыльев внутри багажника. Обшивку я снял еще когда делал мега-спальник, да так и не стал её возвращать на место — уж больно удобные ниши она скрывает.
А после замеров, я понял, что идею с этой площадкой мне подкинул сам Кришна, не иначе — компрессор аккуратно и точно помещался в углубление между двумя выступами на ней.
Для того, чтобы немного снизить шум от работающего компрессора, я изготовил «подошву» из фанеры — позже найду какой-нибудь подходящий материал типа резины и заменю.
В проставке высверлил отверстия под болты М8:
Затем, используя проставку в качестве лекала, просверлил отверстия в площадке. По-хорошему надо было бы снять спальник, но на улице, как назло, дождь, и деть всё барахло из багажника пока некуда. Хорошо хоть, что по бокам от спальника я оставил зазоры, иначе было бы не подобраться сверху шуруповёртом.
Прикрутил, опять же, на барашковые гайки — чтоб можно было, при необходимости, открутить руками.
Для подключения потребителей у меня с аккумулятора в багажник проброшен провод сечением в 10мм², который заходит в шину, висящую на DIN-рейке. На мой взгляд — это довольно удобно.
Подключение компрессора к питанию заняло всего пару минут.
Провод я использовал ВВГ-НГ 2×2.5. Предохранитель ставить не стал — на родном проводе компрессора он и так уже есть.
Гаек, болтов, шайб и клемм я набрал с запасом, поэтому точную стоимость тех, что пошли в дело — я не знаю. Ориентировочно рублей на 200.
Пару метров провода(использовал сантиметров 30) — рублей на 50
«Замок» или «мама» + «ключ» или «папа» покупались давно, и сколько стоили — точно не помню, рублей 300 вроде.
Так что на круг вышло немного — 500-600 рублей и один вечер времени.
Компрессор работает, теперь его использование гораздо быстрее и удобнее.
Забегая вперёд, скажу, что ресивер будет — но позже, сейчас сил и ресурсов на нормальную пневмосистему нет. И необходимости в ней тоже нет.
Ну а на сегодня всё.
Далее по списку — вывод пневморозетки в лючок бензобака, а чуть позже — установка радиоуправления компрессором.
Оставайтесь на нашем канале!
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
