Dmitry Deillo

Центробежный приводной нагнетатель



Наддув в двигателях внутреннего сгорания применяется для повышения мощности и крутящего момента снижения токсичности отработавших газов. Агрегаты наддува различаются по способу подачи воздуха и привода вала компрессора.
Наибольшее распространение на сегодняшний день в серийном производстве получил турбокомпрессор. Классический турбокомпрессор состоит из турбо и компрессорной части закреплённой на одном валу. Схема проста - турбина приводимая выпускными газами двигателя приводит в движение колесо центробежного компрессора, который в свою очередь сжимает подаваемый в двигатель воздух. Такая схема наддува получила широкое распространение в автомобильном компрессоростроении за счёт компактности размеров самого агрегата, что на прямую связано с количеством оборотов вала турбины. Чем больше обороты, тем меньше рабочее колесо компрессора и тем компактнее размер корпуса, что позволяет вписывать агрегат в ограниченное пространство моторного отсека. Высокие обороты вала делают турбонагнетатель сложным механическим устройством как, внутри так, и снаружи. Внутри это подшипник со сложной организацией рабочего процесса и требующий повышенного внимания к подготовке масла и охлаждения, снаружи - организация охлаждения нагнетателя и пространства вокруг турбины в следствии высокой рабочей температуры. В бензиновых двигателях, турбонагнетатель, применяется значительно реже в виду малого расхода воздуха через двигатель на холостом ходу и низких оборотах, что приводит к высокой инертности компрессора и повышенной сложности регулировки системы наддува и подачи топлива с организацией дополнительных механизмов и обратной связи.
Альтернатива турбокомпрессору - приводной нагнетатель имеющий жёсткую связь с коленчатым валом двигателя. В мире существует большое количество производителей приводных нагнетателей различных схем механического привода. Самая распространённая - зубчатая передача. Ограничение по оборотам не даёт возможности широко варьировать параметры по давлению и расходу в таких нагнетателях, а увеличение диаметра колеса приводит к невозможности вписать компрессор в подкапотное пространство автомобиля. Подвод масла в такой схеме обязателен, как и в турбокомпрессорах. Уровень шума значительно выше, чем у остальных агрегатов двигателя, что не применимо для серийного производства. Однако у приводного нагнетателя есть одно неоспоримое преимущество, которое особенно важно в автомобильной промышленности. Двигатель автомобиля, за исключением оборотов холостого хода, находится всегда в переменном режиме работы. Жесткая связь обеспечивает возможность более точной настройки систем управления двигателем, обеспечивая наиболее полное сгорание топлива на переходных режимах, снижая токсичность и расход топлива, повышая крутящий момент и как следствие мощность. Турбокомпрессор по этому параметру будет уступать всегда, на сколько, не была бы сложна система управления и обратных связей турбины. Задача полностью превзойти по параметрам турбокомпрессор решается значительным упрощением мультипликатора и применив новые методы проектирования проточной части колеса и корпуса компрессора, в связи со значительным уменьшением числа оборотов ведомого вала нагнетателя. Приводной нагнетатель PK 23 произведён на основании патента РФ №89629 "Устройство для наддува двигателей внутреннего сгорания" спроектирован и изготовлен с учётом требований массового производства. За основу мультипликатора взят ремённый привод, который при соблюдении регламентируемых условий эксплуатации, в частности, не превышения оборотов мультипликатора выше 43 000 обеспечивает надёжную работу и ресурс порядка 50 000 пробега, после чего следует плановая замена ремня мультипликатора. Остальные механизмы и детали не требуют замены в течении всего срока эксплуатации автомобиля. Конструкция мультипликатора не имеет классического корпуса с крышкой, что обеспечивает абсолютную соосность посадки подшипников в корпус и возможность лёгкой замены ремня без разборки мультипликатора. Нагнетатель собран на закрытых подшипниках качения и не требует подвода смазки и охлаждающей жидкости. Такая схема обеспечивает наилучший отвод тепла от нагруженных частей мультипликатора. Компрессорная часть нагнетателя состоящая из корпуса и рабочего колеса отлита из аллюминевого сплава с применением новейшей технологии литья по выжигаемым моделям позволяющей обеспечить высокую точность отливки и однородность поверхности деталей. На сегодняшний день выпускаются два вида компрессоров различающихся по конструкции рабочего колеса и проточной части корпуса компрессора. В первом типе используется открытое коническое колесо. Производительность такой модификации позволяет создать давление около 1 бара при объёме двигателя до трёх литров. Вторая модификация создана для двигателей большого объма и имеет рабочее колесо классического закрытого типа, что не типично для нагнетателе такого рода. Схема установки в компрессор двухопорная с применением упикальной конструкции кольцевых уплотнений обеспечивающий максимальный КПД на колесе сравнительно малого диаметра (диаметр закрытого колеса не превышает 176 мм. ). Для промышленного использования разработан нагнетатель с многоступенчатой схемой расположения колёс и приводом от электродвигателя. Для установки нагнетателя на автомобили Российского производства выпущены установочные комплекты в виде кронштейна крепления нагнетателя к двигателю, патрубков воздушной системы и соединительных элементов. Для установки на автомобили иностранного необходимо обращаться в установочные центры. Эффект от установки нагнетателя значительно превосходит все на сегодняшний день имеющиеся виды тюнинга в том числе и установку турбонаддува.

 1 

24 января 2014, 00:50 | Комментировать