Mechanische Gebläse. Was sind

Bei der Autoproduktion denken Ingenieure nicht nur an die Einführung modernster Technik, modernes Erscheinungsbild und erstklassige Sicherheit. Heutzutage versuchen Automobil-Verbrennungsmotoren, weniger zu tun und mehr Effizienz zu erreichen. Die Einführung eines mechanischen Kompressors ist eine dieser Möglichkeiten, um das Maximum auch aus einem kleinen 3-Zylinder-Motor herauszuholen.

Was ist ein mechanischer Kompressor, wie ist er angeordnet und funktioniert, welche Vor- und Nachteile hat er? Lassen Sie uns später darüber sprechen.

Was ist ein mechanischer Kompressor?

Ein mechanischer Kompressor ist ein Gerät, das unter hohem Druck zwangsweise Luft zuführt, um die Masse des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erhöhen. Der Antrieb des Kompressors erfolgt durch Drehung der Kurbelwellenriemenscheibe, die Kommunikation mit dem Gerät erfolgt in der Regel über einen Riemen. Die Zwangsluftverdichtung mit mechanischem Turbolader sorgt für zusätzliche 30-50 % der Nennleistung (ohne Kompressor).

Das Funktionsprinzip der mechanischen Druckbeaufschlagung

Unabhängig von der Bauart sind alle Kompressoren auf die Verdichtung von Luft ausgerichtet. Der Antriebskompressor beginnt sofort mit dem Starten des Motors zu arbeiten. Die Kurbelwelle überträgt über die Riemenscheibe das Drehmoment auf den Kompressor, der wiederum durch Drehen der Schaufeln oder Rotoren die Ansaugluft komprimiert und sie zwangsweise in die Motorzylinder einspeist. Die Betriebsdrehzahl des Kompressors ist übrigens um ein Vielfaches höher als die Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Der vom Kompressor erzeugte Druck kann intern (im Knoten selbst erzeugt) und extern (Druck wird in der Druckleitung erzeugt) sein.

Mechanisches Druckgerät

Das Standardantriebssystem des Kompressors besteht aus folgenden Elementen:

• Kompressor direkt;
• Drosselklappe;
• Bypassventil mit Dämpfer;
• Luftfilter;
• Druckmessgerät;
• Ansaugkrümmer-Lufttemperatursensor und Absolutdrucksensor.

Übrigens ist bei Kompressoren, deren Betriebsdruck 0,5 bar nicht überschreitet, der Einbau eines Ladeluftkühlers nicht erforderlich - es reicht aus, das Standardkühlsystem zu verbessern und einen kalten Einlass in der Konstruktion vorzusehen.

Das Gebläse wird durch die Stellung der Drosselklappe gesteuert. Im Leerlauf des Motors besteht die Möglichkeit eines Überdrucks im Ansaugsystem, der bald zum Ausfall des Kompressors führt. Daher ist hier ein Bypassventil vorgesehen. Ein Teil dieser Luft wird zum Kompressor zurückgeführt.

Wenn das System mit einem Ladeluftkühler ausgestattet ist, ist der Luftkompressionsgrad aufgrund einer Temperaturabnahme um 10-15 Grad höher. Je niedriger die Ansauglufttemperatur, desto besser läuft der Verbrennungsprozess ab, das Auftreten von Klopfen ist ausgeschlossen, der Motor arbeitet stabiler. 

Arten des mechanischen Druckantriebs

Im Laufe der Jahrzehnte des Einsatzes eines mechanischen Kompressors haben Autohersteller verschiedene Antriebsarten verwendet, nämlich:

• Direktantrieb – direkt vom starren Eingriff mit dem Kurbelwellenflansch;
• Gürtel. Der häufigste Typ. Es können Zahn-, Glatt- und Rippenriemen verwendet werden. Der Antrieb zeichnet sich durch einen schnellen Riemenverschleiß sowie durch die Gefahr eines Durchrutschens aus, insbesondere bei kaltem Motor.
• Kette - ähnlich wie ein Riemen, hat aber den Nachteil einer erhöhten Geräuschentwicklung;
• Ausrüstung - es gibt auch übermäßige Geräusche und große Abmessungen der Struktur.

Radialkompressor

Arten mechanischer Kompressoren

Jeder Typ von Kompressoren hat eine individuelle Betriebseigenschaft, insgesamt gibt es drei Typen:

• Zentrifugalkompressor. Der häufigste Typ, der einem Abgasturbolader (Schnecke) sehr ähnlich sieht. Es verwendet ein Laufrad, dessen Drehzahl 60 U / min erreicht. Luft tritt mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Druck in den zentralen Teil des Kompressors ein, und am Auslass kehrt sich das Bild um - Luft wird den Zylindern mit hohem Druck, aber niedriger Geschwindigkeit zugeführt. In modernen Autos wird dieser Kompressortyp zusammen mit einem Turbolader verwendet, um ein Turboloch zu vermeiden. Bei niedrigen Geschwindigkeiten und Übergangsbedingungen liefert die Antriebsschnecke stabil Druckluft;
• schrauben. Die Hauptstrukturelemente sind zwei parallel installierte konische Schnecken (Schnecken). Luft, die in den Kompressor eintritt, strömt zuerst durch den breiten Teil und wird dann durch die Drehung von zwei Schrauben komprimiert, die sich nach innen drehen. Sie werden hauptsächlich in teure Autos eingebaut, und der Preis eines solchen Kompressors selbst ist beträchtlich - die Komplexität des Designs und die Effizienz wirken sich aus;
• Nocken (Wurzeln). Dies ist einer der ersten mechanischen Kompressoren, die in Automobilmotoren eingebaut wurden. Roots ist ein Rotorpaar mit einem komplexen Profilabschnitt. Während des Betriebs bewegt sich Luft zwischen den Nocken und der Gehäusewand, was zu einer Kompression führt. Der Hauptnachteil ist die Bildung eines übermäßigen Ladedrucks. Daher sieht die Konstruktion eine elektromagnetische Kompressorsteuerkupplung oder ein Bypassventil vor.

Schraubenverdichter

Mechanische Kompressoren finden Sie in Autos namhafter Hersteller: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac und andere. Sie werden in Großserienmotoren oder in Kleinwagen zusammen mit einer mit Gasenergie betriebenen Turbine eingebaut.

Roots-Kompressor

Vor- und Nachteile einer mechanischen Laderschaltung

Zu den Nachteilen:

• Antreiben des Kompressors über einen Antrieb von der Kurbelwelle, wodurch der Lader einen Teil der Leistung wegnimmt, diese jedoch erfolgreich kompensiert;
• hoher Geräuschpegel, insbesondere bei mittleren und hohen Geschwindigkeiten;
• bei einem Nenndruck von mehr als 5 bar ist eine Änderung der Motorkonstruktion erforderlich (starke Kolben mit Pleuel einbauen, Verdichtungsverhältnis durch Einbau einer dicken Zylinderkopfdichtung reduzieren, Ladeluftkühler einbauen);
• schlechte Qualität nicht standardmäßiger Radialkompressoren.

In der Sache:

• stabiles Drehmoment bereits ab Leerlauf;
• die Fähigkeit, das Auto zu betreiben, ohne dass die Motordrehzahl überdurchschnittlich gesteigert werden muss;
• stabiler Betrieb bei hoher Geschwindigkeit;
• Im Vergleich zu einem Turbolader sind Kompressoren kostengünstiger und wartungsfreundlicher. Es ist nicht erforderlich, die Konstruktion des Ölsystems zu ändern, um den Kompressor mit Öl zu versorgen.

Fragen und Antworten:

Wie funktioniert ein mechanisches Gebläse? Im Gebläsegehäuse befindet sich ein Diffusor. Durch die Drehung des Laufrads wird Luft angesaugt und zum Diffusor geleitet. Von dort gelangt es in den Hohlraum, der diese Luft verbraucht.

Wozu dient ein mechanischer Kompressor und wie funktioniert er? Diese mechanische Einheit komprimiert das Gas, ohne es zu kühlen. Abhängig von der Art des Kompressors (der Konstruktion des Mechanismus, der das Gas sammelt), kann dieser einen Gasdruck von über 15 kPa erzeugen.

Was sind Gebläse? Die gebräuchlichsten Kompressoren sind Zentrifugallader. Es gibt auch Schraube, Nocke und Drehkolben. Jeder von ihnen hat seine eigenen Arbeitsmerkmale und den erzeugten Druck.