Наздоганяння за - потужністю нагнітачів - Авторемонт

Наздоганяння за потужністю: Нагнітачі

Комплект «Наддуй власний двигун сам»

Як ми писали в минулому номері, розширити потужність двигуна можливо єдиним методом - спалюючи більше займистої суміші. Цього можна досягти різними способами, але найпоширеніші - збільшення робочої кількості двигуна або підвищення подачі горючої суміші в циліндри за допомогою наддуву.

Перша схема чудово відома за американськими багатолітровими автомобілями. Очевидний плюс - простота конструкції для того, щоб двигуна і, отже, більший ресурс. Мінус - величезна маса, що веде за собою ваги автомобіля та збільшення габаритів і, як наслідок, погіршення керованості.

Наддув обов'язково веде до ускладнення конструкції двигуна, що не може не позначатися на надійності, але дозволяє досягти більшої потужності при габаритах і менших розмірах. Якщо на Porsche поставити 12-циліндровий двигун, ми візьмемо гарний американський автомобіль, нехай і з гарною динамічною розгінною. Країна маневреними німецькі автомобілі роблять компактні 6-циліндрові двигуни, в яких вони примудряються знімати з 3,5 л кількості потужність 456 к.с.

Наддува

Найпростішим є інерційний наддув. Принцип його дії дійсно нескладний: на капоті, якщо двигун знаходиться в перших рядах, або з боків або на даху, якщо двигун позаду, ставляться додаткові повітрозабірники, від яких по повітропроводу підводиться додатковий повітряний простір до впускного колектора.

Побачимо відразу, що повітрозабірники «вухатого» «Запорожця» ніякого відношення до наддуву не мали — вони служили для охолодження двигуна.Так само помилялися власники «тюнінгових» «Жигулів», яким умільці встановлювали такі повітрозабірники на капоті.

Справа в тому, що інерційний наддув починає працювати лише на швидкості понад 180 км/год, яку продукт вітчизняного автопрому розвинути не міг ніколи. А помітити чинну систему в Москві можна на декількох Pontiac Firebird Trans Am, на які інерційний наддув ставився на заводі.

Справжню ж збільшення в потужності можна взяти, лише встановивши компресор. Якщо він наводиться механічною передачею від коленвала, то такий пристрій значно частіше називають механічним нагнітачем в Україні, compressor - в Німеччині, supercharger - в Америці і blower - в Англії. Якщо ж компресор обертається турбіною, розміщеної у випускному тракті двигуна, його значно частіше називають турбонагнетателем (turbocharger).

З німецькою доганою

Вперше наддув застосував у своїх машинах легендарний француз Луїс Рено. За іронією долі зараз Renault - одна з небагатьох компаній, яка не використовує наддув у власних двигунах для автомобілів.

Світову популярність механічним нагнітачам принесла компанія Mercedes-Benz, яка встановлює наддувальні компресори наприкінці 20-х спершу на гоночні, а починаючи з 30-х — і на серійні автомобілі. Після того, як компресорні «Мерседеси» полюбили Адольф Гітлер та німецькі кінодіви, мода на наддувні автомобілі перекинулася на Голлівуд і звідти — на всю землю.

Золоте століття німецьких «компресорів» закінчилося раптово з початком Другої світової. Головне використання компресорів у час припало на авіацію: наддув використовувався для компенсації недоліку кисню на величезних висотах.

Особливо в цьому досягли успіху американці. Тому невипадково в післявоєнний час центр виробництва механічних нагнітачів перемістився за океан. Крім того механічні нагнітачі для німецького гіганта, що знову з'явилися на «Мерседесах» після півстолітньої перерви, постачає американська компанія Eaton, що, проте, не дуже афішується.

Але це не означає, що європейці попрощалися з ідеєю наддуву. Загальновідомо, що до мерседесівських нагнітачів у 30-ті роки доклав руку відомий архітектор Фердинанд Порше. Але на власних двигунах він вирішив ставити турбонагнітач.

Неприємність полягала в тому, що вони впливають відпрацьованими газами і повинні витримувати високі температури. Тривалий час не існувало жароміцних та міцних матеріалів і турбокомпресори залишалися примхливими та ненадійними агрегатами.

І лише сильний прогрес німецької оборонної промисловості 40-х у галузі авіаційних турбореактивних двигунів нарешті дав розробці й матеріали виробництва надійних автомобільних турбін. З того часу найкращі турбомотори в Європі – у Porsche.

Боротьба з ямами

Сучасний турбокомпресор конструктивно нескладніший за механічний нагнітач, але має особисті неприємності — високу вимогливість до якості масла і, найголовніше, повільний відгук на натискання «педалі газу», що обумовлюється інерцією турбіни. З недоліком борються, встановлюючи замість однієї великої дві дрібні турбіни (менше маса - менше інерція), по одній на власний бік двигуна. Така схема часто називається «бітурбо».

Друга неприємність, пов'язана з аеродинамікою турбіни, так звана «турбояма», - фактично повна відсутність наддуву до 2500-2800 об/хв.Проблему вирішують різними методами, включаючи таку екзотику, як підкручування турбіни швидкісним електродвигуном.

Механічний нагнітач, що жорстко пов'язаний з валом двигуна, має лінійний зв'язок між оборотами та наддувом: автомобіль фактично миттєво реагує на натискання педалі акселератора, що особливо корисно при розгоні. Недолік цієї схеми перебуває в меншому ККД якщо порівнювати з турбонагнітачами: механічний нагнітач відбирає потужність з валу двигуна, а турбіна приводиться в переміщення практично безкоштовними вихлопними газами.

Недокрутити - прірву, перекрутити - прірву

Незалежно від схеми приводу, власне повітряний простір нагнітає компресор. Величезне поширення набули дві схеми — роторнозубчаста схема Roots, запатентована у другій половині 60-х років XIX століття братами Філандером та Френсісом Рутсами, та відцентрові нагнітачі.

Перевага нагнітачів Roots у їхній простоті. Спочатку обчислені для двотактних двигунів, подібні нагнітачі по суті є імпульсними, що не найкраще відбивається на чортах двигунів.

За такої схеми частота обертання компресора найчастіше утворює 0,5−2 частоти оборотів коленвала двигуна. На величезних оборотах компресор може вийти з ладу, тому на сучасних нагнітачах застосовуються спеціальні відцентрові муфти, що обмежують оберти.

Робоча частота обертання відцентрових нагнітачів становить 40-90 тис. об./хв (на деяких моделях - 90-130). Якщо перекрутити такий компресор, потік повітря, що нагнітається, перестає бути ламінарним і турбулентність починає гальмувати потік - тиск падає.

Якщо ж недокрутити, то відцентрова сила робитьсянедостатньою для тиску і наддув фактично сходить нанівець. У результаті виходить, що частоту обертання відцентрового нагнітача необхідно підтримувати в межах +/- 50%, тоді як під час переміщення частота роботи двигуна змінюється в середньому в 7 разів. Все це веде до встановлення різноманітних варіаторів та ускладнення конструкції.

Друга неприємність - у граничному великому тиску, який зможуть витримати автомобільні двигуни. Хороші двигуни дозволяють піднімати тиск у впускному колекторі в 1,6-1,7 рази, а компресори вільно посилюють тиск в 2,7 рази. Щоб уникнути підвищеного тиску, доводиться ставити перепускний клапан для обмеження великого тиску.

Зрозуміло, збільшення тиску на вході веде до підвищення тиску в циліндрах. Але сучасні автомобільні двигуни вже підійшли до краю. Ступінь стиску в останніх моторах Mercedes досягла 10-10,5 разів, а в Porsche - 11-11,5 разів.

При більшому стисканні також високооктановий бензин перестає горіти і починає детонувати - вибухати. Вихід - або використовувати спеціальні гіпероктанові палива, що мають ступінь стиснення 17-18, на основі метанолу або нітрометану, або ставити мотори, що спочатку мають низьку ступінь стиснення - 8-8,5. Це, до речі, пояснює, через що ставити нагнітачі на ультрасучасні двигуни безглуздо.

Механіка ручного складання

У заводських умовах найпростіше ставити якраз турбонаддув — більше виграш у потужності, менш складна конструкція, більш нескладне регулювання. У механічних нагнітачах додаються неприємності з розмикачами на неодружених обертах,сукупностями управліннякомпресора, варіатором і т. д. Не дивлячись на те, що деяких це не лякає - за можливість мати рівну тягуу всіх діапазонах деякі компанії йдуть на ускладнення конструкції і ставлять механічні нагнітачі - наприклад, Mercedes, Jaguar, Land Rover.

Але це, скоріше, виняток. Значно частіше на чудових автомобілях можна побачити слово «Turbo».

Інша справа – тюнінг. Тут бік підвищений витрата пального, холостий перебіг і підвищена токсичність, головне - додаткова потужність. Тюнінговий наддув двигунів - це царство механічних нагнітачів та застарілих багатолітрових моторів.

І те й інше, очевидно, американське.

З найкращих сучасних двигунів, наприклад з 2,2-літрового турбодвигуна Porsche, конструктори примудряються знімати по 160 к.с. з літра. Хороший 5,4-літровий двигун GM видає 70 л. з літра. Додавання додаткових 50-100 к.с. на літр не призведе до летальних наслідків для того, щоб двигуна, на відміну від «європейця». Залишилася дрібниця — знайти вільне місце під капотом і придбати за

$35 тис. готовий комплект для встановлення нагнітача.

відповіді та Питання щодо механічних нагнітачів

1. Навіщо брати нагнітатель?

Примусовий наддув повітря здатний додати двигуну до 46% потужності та до 31% моменту, залежно від налаштування системи та технічних параметрів двигуна.

2. Які відмінності між простим та гоночним нагнітачем?

При установці стандартного механічного нагнітача не потрібно переробки паливного налаштування та системи двигуна. Більше чудовий нагнітач вимагатиме налаштування сукупності керування двигуном, переробки самого двигуна, установки чудового паливного насоса. У більшості випадків установки простого набору цілком достатньо для оптимального підвищення потужності штатного двигуна.

3. Яке обслуговування потрібне для нагнітачів?

Обслуговування механічних нагнітачів здебільшого зводиться до регулярноїзаміни масла. Оскільки масло використовується для охолодження нагнітача, зверніть на це особливу увагу.

4. Чи скорочує ресурс двигуна використання нагнітача?

Зовсім необов'язково, що використання нагнітача дуже погано впливає на ресурс двигуна. Оберти - ось те, що впливає на ресурс двигуна. Найчастіше двигун з метою досягнення великої потужності повинен «розкрутитися» до 7-8 тис. об./хв.

При застосуванні нагнітача більші показники моменту та потужності досягаються при менших оборотах двигуна. Менше оберти - більше ресурс двигуна і вища економічність автомобіля.

5. Чи можна встановити сукупність самостійно?

Для людини, що має слюсарні навички, встановлення механічного нагнітача не повинно викликати значних труднощів. Орієнтовний час установки - 8-10 годин. Всі набори нагнітачів включають інструкцію з налаштування та встановлення сукупності та повністю сумісні з унікальним обладнанням автомобіля.

У гонитві за ідеалом. Потужності багато не буває.

Записи за принципом Рандом:

найцікавіші для Вас статті, підібрані за важливими запитами:

Comprex: як влаштований нагнітач Крутиться дзига У ударно-хвильовому двигуні всього дві подробиці: диск-ротор з S-подібними каналами і корпус-статор з кермом.

Механічний нагнітач: функції, доцільність та види установки Крім інтеркулерів, для збільшення потужності двигуна авто використовуються механічні…

Що ламається значно частіше у вживаних машинах Найпопулярніші поломки в машинах. Придбання уживаного транспортногокошти незмінно…

А раптом таки треба буде ремонтувати іномарку? При виборі автомобіля, ми думаємо про можливі майбутні ремонти. Проста картина – біля гаража стоїть…

Десять відповідей на найпопулярніші питання про машини Автомобільні питання. Будь-який автомобіліст хотів би дізнатися відповіді на деякі автомобільні...

Наддув двигуна TSI: пристрій, принцип роботи Наддув двигуна TSI є технологією турбонаддува та безпосереднього впорскування пального.

Стиснути сильніше: Турбонаддув Історичний Mercedes 540K і сучасний Mercedes CL об'єднує те, що їхнім моторам допомагає працювати механічний компресор.

---