Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

Як відомо, віддача ДВС безпосередньо залежить від кількості горючої суміші, яка подається в циліндри. Хочете підняти потужність - спаліть більше палива. Але як збільшити його кількість? Мабуть, одним з трьох способів.

Перший - найпростіший: зробити ємність для суміші, тобто літраж мотора, побільше. В результаті таких спроб з'явилися багатоциліндрові мотори з величезними робочими обсягами (понад 1000 куб. См). Але чим більше двигун - тим більше маса всього мотоцикла.

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

1. YEIS - резонансний наддув "по-ямаховскі",

Другий спосіб - зменшити опір потоку, щоб суміш якомога легше всмоктувалася. Або збільшити час, протягом якого здійснюється впуск суміші. Припустимо, розширити фазу впуску. Але тоді вона неминуче перекриє фазу випуску, що відіб'ється на економічності (особливо яскраво це проявляється у заряджених "двухтактників"). Якщо ж збільшувати перетин впускного каналу, то ми неминуче прийдемо до необхідності збільшувати число клапанів на циліндр до 4-х і більше (розміри головки циліндра мають свої межі, а розмістити, при рівній площі камери згоряння, кілька клапанів набагато легше, ніж два). Вартість мотора через це набагато збільшиться, до того ж характеристика двигуна втратить в еластичності, як і в випадку з розширеними фазами.

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

2. Різні типи поршневих нагнітачів, які застосовувались фірмою DKW.

Але є ще і третій спосіб, який застосовується у випадках, коли вимоги (законодавчі, податкові, правила змагань і т.д.) не дозволяють збільшити літраж, а "накручувати" мотор немає можливості, і в той же час запас міцності навантажених деталей (колінвал , шатунно-поршнева група) дозволяє збільшити потужність без значного зниження надійності. В цьому випадку суміш просто заталкивается в циліндр (або в циліндри) двигуна спеціальним компресором або іншим способом. Цей процес називається наддув. Він класифікується за величиною створюваного надлишкового тиску на частковий (до 0,012 МПа), повний (0,012. 0,06 МПа) і високий (0,06. 0,1 МПа і вище).

Найбільш розповсюдженим різновидом часткового наддуву є резонансний, коли використовуються коливання потоку суміші у впускному колекторі. Налаштуванням довжини впускного трубопроводу можна домогтися значного (до 15%) підвищення потужності на певних режимах. Щоб розширити діапазон роботи резонансного наддуву, застосовують колектори змінною (зазвичай за допомогою заслінок) довжини, що дещо ускладнює конструкцію. Найбільш відомим прикладом такої системи є "ямаховская" YEIS (Yamaha Energy Induction System - накопичувач енергії Ямаха), в якій "накопичувачем енергії", тобто резонатором, є ємність, поєднана шлангом з впускним патрубком.

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

3. ротативних нагнітач Tina "Powerplus".
4. і "zoller".

Свого часу (в 50-х рр.) Чеської "Татра" на гоночних автомобілях був успішно випробуваний так званий ежекторний наддув, при якому повітря прямував в карбюратор за допомогою ежекційного пристрою, який працював від потоку вихлопних газів. Ця система не набула поширення через скрутний застосування глушників шуму випуску.

Поширеним (особливо на спортбайках) способом часткового наддуву є інерційний, в якому використовується надлишковий тиск (як кажуть, "стіна") повітря, що виникає перед мотоциклом на високих швидкостях. У цьому випадку повітря підводиться до повітряного фільтру по воздуховодам з передньої частини мотоцикла (зазвичай з району фари).

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

5. Нагнетатель типу "Roots".

Всі ці способи, незважаючи на їх простоту, не можуть бути визнані ефективними в силу малого надлишкового тиску, що розвивається цим пристроями. Для більш високого ступеня наддуву необхідний спеціальний компресор, що приводиться від самого двигуна (від його клонували або системи випуску) або стороннього джерела.

Спочатку такі пристрої, які називаються нагнітачами, з'явилися за часів першої світової війни в авіації, щоб забезпечити безперебійну роботу мотора для літака на великих висотах, і в цій якості зарекомендували себе найкращим чином. Експерименти ж з наддувом двигунів наземної техніки, розпочаті ще Готлібом Даймлером в кінці XIX століття, спочатку не приносили успіху з двох причин. Перша була пов'язана з недостатньою міцністю деталей двигунів того часу. Друга - з необхідністю високоточного виготовлення деталей нагнітачів. Крім того, в ті часи споживачам автомототехники цілком вистачало потужності і безнаддувних двигунів.

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

6. "Харлей" + "Roots" = хот рід.

Але в 20-х роках конструкторам гоночних автомобілів і мотоциклів стало ясно, що кращий спосіб радикально підвищити потужність двигуна, не порушуючи правил змагань (тобто не збільшуючи літраж двигуна) - застосувати наддув. І тоді на гоночні і рекордні траси вийшли мотоцикли, оснащені нагнітачами приводного типу. Що й казати виглядали ці агрегати, перший з яких був встановлений в 1925 році на рекордному мотоциклі фірми "Victoria" (Німеччина)?

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

9. Принципова схема турбонаддува з
механічно керованим перепускним клапаном.

Всі вони мали привід від колінчастого вала, безпосередній або за допомогою ланцюгової або зубчастої передачі. Розміщення агрегату - перед двигуном або над картером коробки передач. Що ж стосується конструкції і принципу роботи самих нагнітачів, то їх можна поділити на три основні типи: поршневі, ротативних і лопаткові.

На двотактних моторах DKW (Німеччина) зазвичай використовувалися поршневі нагнітачі різних виконань комбінований з кривошипно камерою, з мембранним і золотниковим управлінням і т.д. Їхній головний недолік - непристосованість для роботи на високих частотах обертання коленвала. Крім того, в разі розташування нагнітача окремо від кривошипно камери силовий агрегат має надмірні габарити і масу. У той же час на малих і середніх оборотах вони забезпечують дуже велику подачу суміші в циліндр, в результаті чого двигуни DKW мали відмінну еластичність, абсолютно невластиву безнаддувних "двотактники".

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

7. На дрегстер "рутс" просто незамінні!

Досить поширеним типом нагнітача був ротативних з обертовими лопатками (схеми "Powerplus" і "Zoller"). Працює така конструкція наступним чином. У циліндричному корпусі обертається ексцентрично розташований барабан, що захоплює при обертанні лопатки, насаджені за допомогою підшипників на вал, концентрично із зовнішнім корпусом (тип "Powerplus"). У нагнітачах типу "Zoller" протилежні лопатки з'єднані в одне ціле, обертання барабана супроводжується ковзанням їх в радіальних прорізах: лопатки забезпечені черевиками, легкими по поверхні ексцентриків, жорстко пов'язаних з нерухомими кришками корпусу.

Навіщо мотору компресор або трохи про наддуванні

8. На дрегстер "рутс" просто незамінні!

Джерело матеріалу. журнал "МОТО"

Схожі статті