ICE mehaaniline ülelaadur, seade ja tööpõhimõte

Mehaaniline ülelaadimine on üks võimalus mootori võimsust suurendada. Sellise süsteemi põhielement on mehaaniline kompressor. See on seade, mida juhib väntvõlli pöörlemine. Mehaanilise ülelaaduri paigaldamine võib anda mootorile kuni 50% rohkem võimsust. Tugevdamisel imetakse õhk läbi õhufiltri, surutakse kokku ja suunatakse seejärel sisepõlemismootori sisselaskekollektorisse, mis aitab tõsta viimase võimsust.

Kuidas mehaaniline puhur töötab?

Kaasaegses autotööstuses kasutatakse mitut tüüpi mehaanilisi survesüsteeme, millest igaühel on oma disainiomadused ja tööpõhimõte.

Kompressori disain

Mehaaniline ülelaadur koosneb järgmistest komponentidest:

• kompressor
• vahejahuti;
• drosselklapp;
• torujuhtme möödaviigu siiber;
• õhufilter;
• rõhuandurid;
• sisselaskekollektori õhutemperatuuri andurid.

Mehaanilist ülelaadijat juhib drosselklapp, mis avaneb suurel kiirusel. Sel juhul torujuhtme siiber sulgub ja kogu õhk siseneb mootori sisselaskekollektorisse. Kui mootor töötab madalal kiirusel, avaneb drosselklapp väikese nurga all ja torujuhtmes olev möödaviiguklapp on täielikult avatud, võimaldades osa õhust kompressorisse tagasi pöörduda.

Ülelaadurist tulev õhk läbib vahejahutit (vahejahuti), mis alandab suruõhu temperatuuri umbes 10°C võrra ja aitab seega kaasa suuremale surveastmele.

Millised on kompressori ajamite tüübid

Kuidas edastatakse pöördemoment väntvõllilt mehaanilisele kompressorile? Valikuid on mitu:

• Otseajam. Kompressor paigaldatakse otse mootori väntvõlli äärikule.
• Vöö. Jõud edastatakse läbi vöö. Erinevad tootjad kasutavad erinevat tüüpi rihmasid (lamedad, V-kujulised või hammastega). Rihmasüsteemide kasutusiga on lühike, samuti võib töö käigus täheldada rihma libisemist.
• Kettülekanne. See töötab rihmülekande põhimõttel.
• Käigukast (käik). Sellise süsteemi puuduseks on suurenenud müra ja suured mõõtmed.

Kompressorite tüübid

Igal kompressoritüübil on oma tööomadused. Mehhaanilisi ülelaadureid on kolme tüüpi:

• Tsentrifugaal. Kõige populaarsem mehaanilise ülelaaduri tüüp. Süsteemi peamiseks tööelemendiks on tiivik, mis on disainilt sarnane turbiini kompressori rattaga. See pöörleb umbes 60 000 pööret minutis. Sel juhul imetakse õhku suurel kiirusel ja madalal rõhul kompressori tiiviku keskele. Pärast kompressori labade läbimist siseneb õhk sisselaskekollektorisse, kuid madalal kiirusel ja kõrge rõhu all. Seda tüüpi võimendust kasutatakse koos turbodega, et kõrvaldada turbo viivituse mõju.
• Kruvi. Tegemist on kahe pöörleva koonilise kruviga – tigude süsteemiga. Laiemasse ossa sisenev õhk läbib kompressori kambrid ja pöörlemise tõttu surutakse kokku ja surutakse sisselaskekollektorisse. Põhimõtteliselt kasutatakse selliseid süsteeme sport- ja kallitel autodel, kuna nende valmistamine on üsna keeruline.See on üsna tõhus süsteem.
• Cam. Üks esimesi mehaaniliste "puhurite" tüüpe. Struktuurselt koosneb see kahest keeruka ristlõikeprofiiliga rootorist. Rootorite pöörlemisteljed on ühendatud kahe identse hammasrattaga. Süsteemi pöörlemisel liigub õhk korpuse seinte ja nukkide vahel, surudes seeläbi sisselaskekollektorisse. Selle süsteemi puuduseks on ülerõhu tekitamine, mis põhjustab survestamise tõrkeid. Selle vältimiseks sisaldab ülelaaduri nukkkonstruktsioon elektriliselt käitatavat sidurit kompressori väljalülitamiseks või möödavooluklappi.

Mehaanilist ülelaadimist kasutatakse üsna sageli Cadillaci, Audi, Mercedes-Benzi ja Toyota autodel. Sel juhul paigaldatakse nukk- ja kruvikompressorid peamiselt võimsatele bensiinimootoriga sportautodele, samas kui tsentrifugaalkompressorid on osa diiselmootorite topeltlaadimissüsteemist.

Mehaanilise ülelaaduri tugevused ja nõrkused

Võrreldes turboülelaaduriga ei juhi mehaanilist ülelaadurit mitte mootori heitgaas, vaid väntvõlli pöörlemine. See tähendab, et ühelt poolt suureneb mootori võimsus, teisalt aga tekib lisakoormus, mis sõltuvalt kompressori tüübist võtab kuni 30% mootori võimsusest. Süsteemi teine ​​puudus on süsteemi draivi kõrge müratase.

Mehaanilise ülelaadimise kasutamine suurematel pööretel põhjustab mootoriosade kiiremat kulumist, mistõttu peavad need olema valmistatud ülitugevast materjalist.

Mehaanilise ajami peamiseks eeliseks on madal ehituskulu (võrreldes turbolaaduriga), paigaldamise lihtsus ja süsteemi kiire reageerimine mootori pöörete arvu suurenemisele. Seega tagavad kruvi- ja nukkkompressoritega süsteemid suure kiirenduse dünaamika ja tsentrifugaalülelaadurid tagavad mootori stabiilse töö suurel kiirusel.

Mehaanilist võimendust saab juhtida ka eraldi elektrimootoriga, ilma et see oleks ühendatud mootori väntvõlliga. Sel juhul saab vältida mootori võimsuse kadumist.