Mehaanilised puhurid. Mis on

Autode tootmise protsessis ei mõtle insenerid ainult tipptehnoloogia kasutuselevõtule, kaasaegsele välimusele ja esmaklassilisele turvalisusele. Tänapäeval püüavad autode sisepõlemismootorid teha vähem ja suurendada efektiivsust. Mehaanilise ülelaaduri kasutuselevõtt on üks neist võimalustest - isegi väikesest 3-silindrilisest mootorist maksimum "välja pigistada".

Mis on mehaaniline kompressor, kuidas see on paigutatud ja töötab, millised on selle eelised ja puudused - räägime sellest hiljem.

Mis on mehaaniline ülelaadija

Mehaaniline puhur on seade, mis varustab kütuse-õhu segu massi suurendamiseks sunniviisiliselt kõrge rõhu all õhku. Kompressorit juhitakse väntvõlli rihmaratta pöörlemisega, reeglina edastatakse seade rihma kaudu. Mehaanilise turbolaaduriga sundõhu surumine annab täiendava 30–50% nimivõimsusest (ilma kompressorita).

Kuidas mehaaniline survestamine töötab

Sõltumata konstruktsiooni tüübist on kõik puhurid mõeldud õhu kokkusurumiseks. Ajami kompressor hakkab tööle kohe, kui mootor käivitub. Väntvõll edastab rihmaratta kaudu pöördemomendi kompressorile ja see omakorda labasid või rootoreid pöörates surub sisselaskeõhu kokku, varustab selle jõuga mootori silindritesse. Muide, kompressori töökiirus on mitu korda suurem kui sisepõlemismootori väntvõlli kiirus. Kompressori tekitatud rõhk võib olla sisemine (loodud seadmes endas) ja väline (rõhk tekib tühjendustorustikus).

Mehaaniline surveseade

Tüüpiline puhuri ajamisüsteem koosneb järgmistest:

• otse kompressor;
• drosselklapp;
• siiberiga möödavooluklapp;
• õhufilter;
• rõhuandur;
• sisselaskekollektori temperatuuriandur ja absoluutrõhuandur.

Muide, kompressorite puhul, mille töörõhk ei ületa 0,5 baari, ei ole vahejahuti paigaldamine vajalik - piisab standardse jahutussüsteemi täiustamisest ja külma sisselaskeava pakkumisest.

Õhupuhurit juhitakse gaasiasendi abil. Kui mootor töötab tühikäigul, on sisselaskesüsteemis ülerõhu võimalus, mis varsti põhjustab kompressori talitlushäireid, seega on siin ette nähtud möödaviigu siiber. Osa sellest õhust voolab tagasi kompressorisse.

Kui süsteem on varustatud vahejahutiga, on õhu kokkusurumise aste kõrgem, kuna selle temperatuur langeb 10-15 kraadi võrra. Mida madalam on sisselaskeõhu temperatuur, seda paremini toimub põlemisprotsess, detonatsiooni tekkimine on välistatud, mootor töötab stabiilsemalt. 

Mehaanilise survestamise ajami tüübid

Mehaanilise kompressori kasutamise aastakümnete jooksul on autotootjad kasutanud erinevat tüüpi ajami, nimelt:

• otseajam - otse jäigast haardumisest väntvõlli äärikuga;
• vöö. Kõige tavalisem tüüp. Kasutada saab hammasrattaid, siledaid ja ribidega vöösid. Ajam on märgitud rihma kiire kulumisega, samuti libisemise tõenäosusega, eriti külma mootori korral;
• kett - sarnane vööga, kuid selle puuduseks on suurenenud müra;
• käik - seal on ka liigne müra ja konstruktsiooni suured mõõtmed.

Tsentrifugaalkompressor

Mehaaniliste kompressorite tüübid

Igal puhurite tüübil on individuaalne omadus ja neid on kolme tüüpi:

• tsentrifugaalkompressor. Kõige tavalisem tüüp, mis näeb välja väga sarnane heitgaaside turbolaaduriga (tigu). See kasutab tiivikut, mille pöörlemiskiirus ulatub 60 000 pööret minutis. Õhk siseneb kompressori keskossa suurel kiirusel ja madalal rõhul ning väljalaskeava juures on pilt vastupidine - õhk juhitakse silindritesse kõrge rõhuga, kuid väikese kiirusega. Kaasaegsetes autodes kasutatakse seda tüüpi ülelaadurit koos turbolaaduriga, et vältida turbo mahajäämust. Madalatel kiirustel ja mööduvatel tingimustel varustab ajam "tigu" suruõhku stabiilselt;
• kruvi. Peamised konstruktsioonielemendid on kaks paralleelselt paigaldatud koonusekujulist kruvi (kruvi). Kompressorisse sisenev õhk läbib esmalt laia osa, seejärel surutakse see kokku kahe sissepoole pöörduva kruvi pöörlemise tõttu. Need paigaldatakse peamiselt kallitele autodele ja sellise kompressori enda hind on märkimisväärne - seda mõjutavad disaini keerukus ja tõhusus;
• nukk (Roots). See on üks esimesi mehaanilisi ülelaadureid, mis on paigaldatud mootorimootoritele. Juured on keeruka profiililõiguga rootoripaar. Töö ajal liigub õhk nukkide ja korpuse seina vahel kokku surudes. Peamine puudus on liigse rõhu tekkimine, seetõttu näeb konstruktsioon ette kompressori või möödaviiguklapi juhtimiseks elektromagnetilist sidurit.

Kruvikompressor

Mehaanilisi kompressoreid võib leida tuntud tootjate masinatelt: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac jt. Need on paigaldatud suure mahuga mootoritele või väikesesse autosse koos gaasienergiaga töötava turbiiniga.

Kompressori juured

Mehaanilise ülelaadimisahela eelised ja puudused

Mis puudutab puudusi:

• kompressori juhtimine väntvõlli ajami abil, seeläbi võtab kompressor osa võimsusest, ehkki see seda edukalt kompenseerib;
• kõrge müratase, eriti keskmise ja suure kiirusega;
• nimirõhul üle 5 baari on vaja muuta mootori konstruktsiooni (paigaldada tugevad kolvid koos vardadega, vähendada tihendusastet paksu silindripea tihendi paigaldamise abil, paigaldada vahejahuti);
• mittestandardsete tsentrifugaalkompressorite halb kvaliteet.

Sisuliselt:

• stabiilne pöördemoment juba tühikäigult;
• võime juhtida autot, ilma et oleks vaja mootori pöörlemiskiirust üle keskmise saavutada;
• stabiilne töö suurel kiirusel;
• turbolaaduri suhtes on puhurid odavamad ja neid on lihtsam hooldada ning kompressorisse õli tarnimiseks pole vaja õlisüsteemi ümber kujundada.

Küsimused ja vastused:

Kuidas mehaaniline puhur töötab? Puhuri korpusel on difuusor. Tööratta pöörlemisel imetakse õhku sisse ja suunatakse difuusori poole. Sealt siseneb see õõnsusse, mis seda õhku tarbib.

Milleks mehaaniline puhur mõeldud on ja kuidas see töötab? See mehaaniline seade surub gaasi ilma seda jahutamata. Olenevalt puhuri tüübist (gaasikogumismehhanismi konstruktsioonist) suudab see tekitada gaasirõhu üle 15 kPa.

Millised puhurid seal on? Kõige tavalisemad puhurid on tsentrifugaalpuhurid. Samuti on olemas kruvi, nukk ja pöördkolb. Igal neist on oma tööomadused ja tekitatav surve.