Mehanski puhala. Kaj so

Inženirji v procesu proizvodnje avtomobilov ne razmišljajo le o uvajanju najsodobnejše tehnologije, sodobnem videzu in prvovrstni varnosti. Danes poskušajo avtomobilski motorji z notranjim zgorevanjem narediti manj in doseči večjo učinkovitost. Uvedba mehanskega polnilnika je eden od teh načinov - "iztisniti" maksimum, tudi iz majhnega 3-valjnega motorja.

Kaj je mehanski kompresor, kako je urejen in deluje, kakšne so njegove prednosti in slabosti - o tem se pogovorimo kasneje.

Kaj je mehanski polnilnik

Mehanski puhalnik je naprava, ki prisilno dovaja zrak pod visokim tlakom, da poveča maso mešanice goriva in zraka. Kompresor se poganja z vrtenjem jermenice ročične gredi, naprava se praviloma sporoča preko jermena. Prisilno stiskanje zraka z mehanskim turbopolnilnikom zagotavlja dodatnih 30-50% nazivne moči (brez kompresorja).

Načelo delovanja mehanskega tlaka

Ne glede na vrsto zasnove so vsi puhali zasnovani za stiskanje zraka. Pogonski kompresor začne delovati takoj, ko se motor zažene. Ročična gred skozi jermenico prenaša navor na kompresor, ta pa z vrtenjem lopatic ali rotorjev stisne sesalni zrak in ga prisilno dovede v valje motorja. Mimogrede, delovna hitrost kompresorja je večkrat večja od hitrosti motorne gredi motorja z notranjim zgorevanjem. Tlak, ki ga ustvarja kompresor, je lahko notranji (ustvarjen v sami enoti) in zunanji (tlak se ustvari v izpustnem vodu).

Naprava za mehansko tlačenje

Standardni sistem pogona puhala je sestavljen iz naslednjih elementov:

• neposredno kompresor;
• dušilka;
• obvodni ventil z loputo;
• zračni filter;
• senzor tlaka;
• senzor temperature zraka v sesalnem kolektorju in senzor absolutnega tlaka.

Mimogrede, za kompresorje, katerih delovni tlak ne presega 0,5 bara, namestitev hladilnika polnilnega zraka ni potrebna - dovolj je izboljšati standardni hladilni sistem in zagotoviti hladen dovod v zasnovo.

Puhalo zraka nadzoruje položaj plina. Ko motor teče v prostem teku, obstaja možnost nadtlaka v sesalnem sistemu, ki bo kmalu privedel do okvare kompresorja, zato je tu predviden obvodni blažilnik. Del zraka teče nazaj v kompresor.

Če je sistem opremljen z vmesnim hladilnikom, bo stopnja stiskanja zraka višja zaradi znižanja njegove temperature za 10-15 stopinj. Nižja kot je temperatura vstopnega zraka, bolje poteka zgorevanje, pojav detonacije je izključen, motor bo deloval stabilneje. 

Tipi pogonov z mehanskim tlakom

V desetletjih uporabe mehanskega kompresorja so proizvajalci avtomobilov uporabljali različne tipe pogonov, in sicer:

• neposredni pogon - neposredno iz togega vpetja s prirobnico ročične gredi;
• pasu. Najpogostejši tip. Uporabite lahko zobne pasove, gladke in rebraste jermene. Pogon je opazen zaradi hitre obrabe jermena, pa tudi verjetnosti zdrsa, zlasti pri hladnem motorju;
• veriga - podobna pasu, vendar ima pomanjkljivost povečanega hrupa;
• prestava - obstaja tudi pretiran hrup in velike dimenzije konstrukcije.

Centrifugalni kompresor

Vrste mehanskih kompresorjev

Vsaka vrsta puhal ima lastno lastnost delovanja, obstajajo pa tri vrste:

• centrifugalni kompresor. Najpogostejši tip, ki je po videzu zelo podoben turbopolnilniku na izpušne pline (polž). Uporablja rotor, katerega hitrost vrtenja doseže 60 vrt / min. Zrak vstopa v osrednji del kompresorja z visoko hitrostjo in nizkim tlakom, na izhodu pa je slika obrnjena - zrak se dovaja v valje z visokim tlakom, vendar z nizko hitrostjo. V sodobnih avtomobilih se ta tip polnilnika uporablja skupaj s turbopolnilnikom, da se prepreči turbo zaostajanje. Pri nizkih vrtljajih in prehodnih pogojih bo pogonski "polž" dovajal stisnjen zrak stabilno;
• vijak. Glavni strukturni elementi so dva stožčasta vijaka (vijaka), nameščena vzporedno. Zrak, ki vstopa v kompresor, najprej prehaja skozi široki del, nato pa se stisne zaradi vrtenja dveh vijakov, ki se vrtita navznoter. V glavnem so nameščeni na dragih avtomobilih, cena takega kompresorja pa je precejšnja - vpliva na zapletenost zasnove in učinkovitost;
• cam (Korenine). Je eden prvih mehanskih kompresorjev, nameščenih na avtomobilske motorje. Korenine so par rotorjev s kompleksnim profilnim odsekom. Med delovanjem se zrak premika med odmikama in steno ohišja, s čimer se stisne. Glavna pomanjkljivost je nastanek prekomernega tlaka, zato zasnova predvideva elektromagnetno sklopko za nadzor kompresorja ali obvodni ventil.

Vijačni kompresor

Mehanske kompresorje najdemo na avtomobilih znanih proizvajalcev: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac in drugi. Namestijo se na motorje z veliko prostornino ali v manjši avtomobil v tandemu s turbino, ki jo poganja energija plina.

Korenine kompresorja

Prednosti in slabosti mehanskega vezja polnilnika

Kar se tiče pomanjkljivosti:

• poganjanje kompresorja s pomočjo pogona od ročične gredi, s čimer polnilnik odvzame del moči, čeprav jo uspešno kompenzira;
• visoka raven hrupa, zlasti pri srednjih in visokih hitrostih;
• pri nominalnem tlaku nad 5 barov je treba spremeniti zasnovo motorja (namestite močne bate z ojnicami, zmanjšajte kompresijsko razmerje z namestitvijo debelega tesnila glave valja, namestite hladilnik);
• slaba kakovost nestandardnih centrifugalnih kompresorjev.

V bistvu:

• stabilen navor že v prostem teku;
• sposobnost upravljanja avtomobila brez potrebe po povečanju vrtljajev motorja nad povprečjem;
• stabilno delo pri visoki hitrosti;
• v primerjavi s turbopuhalom so puhala cenejša in enostavnejša za vzdrževanje, zato ni treba preoblikovati oljnega sistema za dovajanje olja v kompresor.

Vprašanja in odgovori:

Kako deluje mehansko puhalo? Ohišje puhala ima difuzor. Ko se rotor vrti, se zrak vsesa in usmeri proti difuzorju. Od tam vstopi v votlino, ki porablja ta zrak.

Čemu je namenjen mehanski puhalnik in kako deluje? Ta mehanska enota stisne plin, ne da bi ga ohladila. Odvisno od vrste puhala (zasnova mehanizma za zbiranje plina) lahko ustvari tlak plina nad 15 kPa.

Kakšni puhalniki obstajajo? Najpogostejša puhala so centrifugalna. Obstajajo tudi vijak, odmik in rotacijski bat. Vsak od njih ima svoje posebnosti dela in ustvarjen pritisk.