Συσκευή υπερσυμπιεστή: περιγραφή, αρχή λειτουργίας, κύρια στοιχεία

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Πριν προχωρήσετε στην εξέταση της ίδιας της συσκευής στροβιλοσυμπιεστή, θα πρέπει να γνωρίζετε ότι η ισχύς ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το πόση ποσότητα αέρα και καυσίμου εισέρχεται σε αυτόν. Επομένως, εάν αυξήσετε αυτούς τους δείκτες, θα αυξήσετε και την ισχύ του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Περιγραφή στροβίλου

Η συσκευή υπερσυμπιεστή και η εμφάνισή της είναι το αποτέλεσμα μιας συνεχούς κούρσας ανθρώπων για αύξηση της ισχύος του κινητήρα. Είναι σημαντικό να προσθέσουμε εδώ ότι ένας τέτοιος στρόβιλος έχει γίνει μια αποτελεσματική λύση όχι μόνο για βενζινοκινητήρες, αλλά και για μοντέλα ντίζελ. Τις περισσότερες φορές, τέτοιες συσκευές εγκαθίστανται σε εκείνους τους κινητήρες που έχουν μικρή ποσότητα αέρα που παρέχεται. Εδώ είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τα εξής: όσο μεγαλύτερος είναι ο ίδιος ο κινητήρας, τόσο περισσότερο αέρα και καύσιμο καταναλώνει και τόσο περισσότερη ισχύ έχει. Για να επιτευχθεί η ίδια ισχύς από έναν μικρότερο κινητήρα, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η ποσότητα αέρα που χωράει στους κυλίνδρους.

Ο υπερσυμπιεστής είναι μια συσκευή που έχει σχεδιαστεί για νανα πιέσει μεγάλη ποσότητα αέρα στον κινητήρα χρησιμοποιώντας τα καυσαέρια. Ένας στροβιλοσυμπιεστής έχει δύο κύρια στοιχεία - έναν στρόβιλο και μια φυγοκεντρική αντλία. Μεταξύ τους, αυτά τα δύο μέρη συνδέονται με έναν άκαμπτο άξονα. Τα στοιχεία περιστρέφονται με ταχύτητες έως και 100.000 στροφές ανά λεπτό και κινούν επίσης τον συμπιεστή.

Εξαρτήματα στροβίλου

Η συσκευή υπερσυμπιεστή περιλαμβάνει 8 μέρη. Υπάρχει ένας τροχός στροβίλου που περιστρέφεται σε ένα περίβλημα με ειδικό σχήμα. Ο κύριος σκοπός είναι η μεταφορά της ενέργειας των καυσαερίων στον συμπιεστή. Το αρχικό υλικό για τη συναρμολόγηση αυτών των στοιχείων είναι υλικά ανθεκτικά στη θερμότητα, όπως τα κεραμικά.

Η συσκευή στροβιλοσυμπιεστή περιλαμβάνει επίσης έναν τροχό συμπιεστή που αναρροφά αέρα. Ασχολείται επίσης με τη συμπίεση και τον ψεκασμό του στους κυλίνδρους του κινητήρα. Ο τροχός βρίσκεται σε ένα ειδικό περίβλημα, σαν τουρμπίνα. Και οι δύο αυτοί τροχοί είναι τοποθετημένοι στον άξονα του ρότορα, η περιστροφή του οποίου πραγματοποιείται σε απλά ρουλεμάν.

Η σχεδίαση και η λειτουργία ενός υπερσυμπιεστή, ειδικά σε βενζινοκινητήρες, απαιτεί πρόσθετη ψύξη. Συνήθως πρόκειται για σύστημα υγρής ψύξης. Εκτός από την ψύξη του ίδιου του συστήματος, ψύχεται και ο πεπιεσμένος αέρας. Για αυτό, η τουρμπίνα διαθέτει ενδιάμεσο ψύκτη αέρα ή υγρού. Η ψύξη του αέρα είναι απαραίτητη καθώς αυξάνει την πυκνότητά του και συνεπώς την πίεση.

Αυτό το σύστημα ελέγχεται από ρυθμιστή πίεσης. Αυτή η βαλβίδα παράκαμψης είναι ικανήπεριορίζουν τη ροή των καυσαερίων. Με αυτόν τον τρόπο, κάποιοι θα περάσουν από τον τροχό της τουρμπίνας.

Η ουσία του έργου

Η συσκευή του υπερσυμπιεστή και η αρχή της λειτουργίας του βασίζεται στη χρήση καυσαερίων. Η ενέργεια αυτών των αερίων θα οδηγήσει τον τροχό του στροβίλου. Για τη μεταφορά αυτής της ενέργειας, ο τροχός του στροβίλου συνδέεται με τον άξονα του ρότορα, περιστρέφοντάς τον. Με αυτόν τον τρόπο, η ενέργεια μεταφέρεται στον τροχό του συμπιεστή. Αυτό το στοιχείο εμπλέκεται στην πίεση του αέρα στο σύστημα, καθώς και στη συμπίεσή του. Ο πεπιεσμένος αέρας διέρχεται από τον ενδιάμεσο ψύκτη, ο οποίος τον ψύχει. Μετά από αυτό, η ουσία εισέρχεται απευθείας στους κυλίνδρους του κινητήρα.

Περισσότερες πληροφορίες

Η συσκευή στροβιλοσυμπιεστή και η αρχή λειτουργίας είναι κατά κάποιο τρόπο ανεξάρτητες, αφενός, από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης, καθώς δεν υπάρχει άκαμπτη σύνδεση με τον άξονα του κινητήρα. Από την άλλη πλευρά, η ταχύτητα περιστροφής εξακολουθεί να επηρεάζει κατά κάποιο τρόπο την απόδοση του στροβίλου. Συνδέεται με τον ακόλουθο τρόπο. Όσο περισσότερες στροφές κάνει ο κινητήρας, τόσο πιο ισχυρή θα είναι η ροή των καυσαερίων. Εξαιτίας αυτού, η ταχύτητα περιστροφής του άξονα του στροβίλου θα αυξηθεί, πράγμα που σημαίνει ότι η ποσότητα αέρα που θα εισέλθει στους κυλίνδρους θα αυξηθεί.

Η σχεδίαση και η λειτουργία του υπερσυμπιεστή έχει αρκετές αρνητικές πλευρές. Ένα από τα μειονεκτήματα ονομάζεται "υστερία turbo". Με ένα απότομο πάτημα στο πεντάλ του γκαζιού, η γρήγορη αύξηση της ισχύος θα καθυστερήσει κάπως. Αφού περάσετε από το "turbojam" υπάρχει ένα απότομο άλμα στην πίεση,που ονομάζεται "turbo lift".

Διόρθωση ελλείψεων

Η εμφάνιση του πρώτου μειονεκτήματος οφείλεται στο γεγονός ότι το σύστημα είναι αδρανειακό. Εξαιτίας αυτού του φαινομένου, υπάρχει μια ασυμφωνία μεταξύ της απόδοσης της τουρμπίνας και της ισχύος που απαιτείται από τον κινητήρα. Υπάρχουν τρεις τρόποι για να λυθεί αυτό το πρόβλημα. Δεδομένου ότι η συσκευή ενός υπερσυμπιεστή ντίζελ είναι παρόμοια με έναν βενζινοκινητήρα, είναι επίσης κατάλληλοι για αυτό. Εδώ είναι τι μπορείτε να κάνετε:

1. Χρησιμοποιήστε τουρμπίνα μεταβλητής γεωμετρίας.
2. Χρησιμοποιήστε δύο παράλληλους ή δύο συμπιεστές σε σειρά.
3. Χρησιμοποιήστε ένα συνδυασμένο σύστημα ενίσχυσης.

Όσο για τον στρόβιλο μεταβλητής γεωμετρίας, είναι αρκετά ικανός να λύσει το πρόβλημα αλλάζοντας την περιοχή της βαλβίδας εισαγωγής. Ένα τέτοιο σύστημα χρησιμοποιείται πολύ συχνά σε κινητήρες ντίζελ.

Περιγραφή διαφορετικών συστημάτων

Σκοπός, η συσκευή του στροβιλοσυμπιεστή είναι ίδια με αυτή ενός συμβατικού στροβίλου. Η κύρια διαφορά είναι ότι το όργανο έχει μόνο 5 κύρια μέρη, όχι 8.

Χρησιμοποιείται σύστημα στροβίλων που συνδέονται παράλληλα. Ένα τέτοιο σύστημα είναι καταλληλότερο για επαρκώς ισχυρούς κινητήρες V. Σε αυτή την περίπτωση, εγκαθίσταται ένας μικρός στροβιλοσυμπιεστής για κάθε σειρά κυλίνδρων. Το πλεονέκτημα είναι ότι η αδράνεια πολλών μικρών συσκευών είναι μικρότερη από αυτή ενός μεγάλου στροβίλου.

Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του συμπιεστή δεν διαφέρουν ανάλογααπό τον όγκο του, όμως, αυτό παίζει σημαντικό ρόλο, για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείται σειριακή σύνδεση δύο τουρμπινών. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε συσκευή θα ενεργοποιηθεί με μια συγκεκριμένη ταχύτητα.

Χρησιμοποιείται επίσης σύστημα ενίσχυσης, το οποίο χρησιμοποιεί μηχανικό και στροβιλοσυμπιεστή. Εάν οι στροφές του κινητήρα είναι χαμηλές, τότε η μηχανική συσκευή για την άντληση αέρα είναι ενεργοποιημένη. Εάν ξεπεραστεί ένα συγκεκριμένο όριο, η μηχανική συσκευή θα απενεργοποιηθεί και ο υπερσυμπιεστής θα αρχίσει να λειτουργεί.

Ποια είναι τα οφέλη μιας τουρμπίνας

Τα ακόλουθα οφέλη ξεχωρίζουν όταν χρησιμοποιείτε συμπιεστή:

1. Η ευρεία χρήση αυτής της συσκευής έγινε δυνατή λόγω της απλότητας και της αξιοπιστίας του σχεδιασμού της. Επιπλέον, η εισαγωγή αυτής της συσκευής στο σύστημα κινητήρα εσωτερικής καύσης αυξάνει την ισχύ του κινητήρα κατά περίπου 20-35%.
2. Ο ίδιος ο συμπιεστής δεν μπορεί να προκαλέσει βλάβη, καθώς η απόδοσή του εξαρτάται άμεσα από άλλα συστήματα, για παράδειγμα, τη διανομή αερίου.
3. Είναι δυνατή η εξοικονόμηση καυσίμου από 5 έως 20%. Εάν εγκαταστήσετε έναν στρόβιλο σε έναν μικρό κινητήρα, η διαδικασία καύσης του καυσίμου θα γίνει πιο αποτελεσματική, πράγμα που σημαίνει ότι η απόδοση θα αυξηθεί.
4. Ένα καλό πλεονέκτημα τέτοιων κινητήρων παρατηρείται σε δρόμους που περνούν, για παράδειγμα, στα βουνά. Αυτό είναι ιδιαίτερα αισθητό σε σύγκριση με ατμοσφαιρικά αντίστοιχα.
5. Η σχεδίαση και η αρχή λειτουργίας του στροβιλοσυμπιεστή του επιτρέπουν να λειτουργεί ως πρόσθετος σιγαστήρας στο σύστημα εξάτμισης.

Λειτουργίες εφαρμογής

Παρά το γεγονός ότι ο ίδιος ο συμπιεστής πρακτικά δεν αποτυγχάνει, κατά καιρούς προκύπτουν καταστάσεις όταν σταματά η λειτουργία του.

Σήμερα, η πιο κοινή αιτία διακοπής λειτουργίας του στροβιλοσυμπιεστή είναι ότι το κεντρικό φυσίγγιο του στροβίλου είναι βουλωμένο με λάδι. Τις περισσότερες φορές, ένα τέτοιο πρόβλημα εμφανίζεται λόγω του γεγονότος ότι μετά από παρατεταμένα και σοβαρά φορτία στον υπερσυμπιεστή, η εργασία του σταματά απότομα. Για να απαλλαγείτε από αυτό το πρόβλημα, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε ένα σύστημα ψύξης νερού. Οι γραμμές αυτού του συστήματος θα δημιουργήσουν ένα φαινόμενο απορρόφησης θερμότητας, το οποίο θα μειώσει τη θερμοκρασία στο κεντρικό φυσίγγιο. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτό το φαινόμενο θα συμβεί για κάποιο χρονικό διάστημα μετά την πλήρη ακινητοποίηση του κινητήρα, καθώς και μετά την πλήρη διακοπή της κυκλοφορίας του ψυκτικού.

Ποικιλίες τουρμπινών

Όσον αφορά τους τύπους στροβιλοσυμπιεστών, υπάρχουν τύποι χιτωνίου και ρουλεμάν.

Αν μιλάμε για στροβιλοσυμπιεστές τύπου bush, χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό. Ωστόσο, είχαν μια σειρά από ελλείψεις, που συνδέονταν με τα σχεδιαστικά τους χαρακτηριστικά. Αυτό δεν επέτρεψε τη χρήση των δυνατοτήτων ενός τέτοιου συστήματος κατά 100%. Οι μονάδες ρουλεμάν είναι νεότερες, οι οποίες έχουν λάβει υπόψη τις ελλείψεις, και ως εκ τούτου αντικαθιστούν σταδιακά τους συμπιεστές δακτυλίου.

Όταν συγκρίνουμε αυτούς τους δύο τύπους στροβίλων, το ρουλεμάν θεωρείται πιο οικονομικό, καθώς καταναλώνει σημαντικάλιγότερο λάδι από τον τύπο χιτωνίου. Επίσης, οι συμπιεστές έχουν μια ένδειξη που είναι υπεύθυνη για την απόκριση της τουρμπίνας στο πάτημα του πεντάλ γκαζιού. Για τύπους στροβίλων με ρουλεμάν, αυτός ο δείκτης είναι καλύτερος, γεγονός που επιτρέπει τη βελτίωση της απόκρισης κατά περίπου 15% σε σύγκριση με τους τύπους στρόβιλων.

Δυσλειτουργίες συσκευής

Εδώ πρέπει να πούμε ότι ο υπερσυμπιεστής είναι το μόνο εξάρτημα του κινητήρα, το οποίο συνδέεται στενά κατά τη λειτουργία με όλα σχεδόν τα άλλα συστήματα οχημάτων. Με βάση αυτό, γίνεται προφανές ότι οι ελάχιστες αποκλίσεις στη λειτουργία οποιουδήποτε συστήματος θα οδηγήσουν στο γεγονός ότι η φθορά του συμπιεστή θα αυξηθεί σημαντικά. Μέχρι σήμερα, υπάρχουν διάφοροι λόγοι που τις περισσότερες φορές αποτελούν εμπόδιο στη λειτουργία του στροβίλου:

• Είναι δυνατό να μπουν ξένα αντικείμενα στον μηχανισμό. Λόγω της τεράστιας ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα, αυτό μπορεί κάλλιστα να οδηγήσει σε ζημιά, για παράδειγμα, στις φτερωτές.
• Έλλειψη λιπαντικών. Όσο υψηλότερα είναι τα δυναμικά φορτία, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα να συμβεί η καταστροφή του «φιλμ» λαδιού. Αυτό, με τη σειρά του, θα οδηγήσει σε «ξηρή» τριβή, η οποία επηρεάζει το σύστημα με τον πιο αρνητικό τρόπο. Η αιτία αυτής της δυσλειτουργίας μπορεί να είναι οποιοσδήποτε λόγος λόγω του οποίου το λάδι δεν φτάνει πλήρως. Για παράδειγμα, βουλωμένοι κύλινδροι λαδιού, φίλτρα, φθορά αντλίας λαδιού κ.λπ.