- форум

нагнетатели типа Рут

. Компрессор для наддува 4-х тактного двигателя, созданный в 1912 г. инженером Birking^ Вх – вход в компрессор, Нагн. – нагнетание воздуха в двигатель.

. Один из первых компрессоров с лопатками, утапливаемыми в полость ротора (лопатки – шиберы)

Приводной нагнетатель (компрессор) Air Blower

SUPERCHARGER ставим на ваз!

Американцы и англичане называют его «supercharger». Немцы окрестили его «kompressor». Нашему же человеку этот сумасшедший катализатор энергии более известен как механический нагнетатель. О нем мы сегодня и поговорим.

«Стоп, а кому вообще нужен этот нагнетатель, если человечество уже давно познало все прелести турбонаддува?» — спросите вы. В том-то и дело, что, преследуя по сути одну и ту же цель — увеличение мощности двигателя — нагнетатель и турбина исповедуют два абсолютно полярных подхода к этому вопросу. Работа турбины полностью зависит от потока выхлопных газов, отчего сама турбина отличается особой инертностью и порождает ненавистный эффект турбоямы. Нагнетатель, напротив, «питается» непосредственно от работы двигателя, потребляя часть его мощности, но при этом отдавая гораздо больше взамен.

Хотя, безусловно, сходства у этих устройств тоже присутствуют. Оба предназначены для предварительного сжатия воздушного потока, оба под высоким давлением подают смесь в камеру сгорания, повышая эффективность работы двигателя и увеличивая тем самым его тягу и мощность.

Принцип работы нагнетателя

Работа нагнетателя сильно влияет на физические процессы, происходящие внутри цилиндра. В обычных условиях, во время первой фазы (впуске) поршень, двигаясь вниз, образует вакуум, в результате чего воздух из-за перепада давления попадает в незаполненное пространство. Затем фаза сжатия смешивает воздух и топливо в необходимых пропорциях, а в результате фазы сгорания и выделяется та самая энергия, необходимая для движения автомобиля. Казалось бы, почему бы просто не повысить количество впрыскиваемого в цилиндр топлива? Больше топлива сгорает — больше энергии выделяется. Ан нет. Проблема всех «атмосферников» как раз и состоит в том, что при неизменном давлении и, соответственно, объеме воздуха при впуске, должна сохраняться оптимальная пропорция воздушно-топливной смеси (14:1).

Вот тут на передний план и выходит нагнетатель, форсирующий подачу воздуха в цилиндр и обеспечивающий большее количество эффективно сгорающего топлива за один такт. Средняя «накрутка» плотности воздуха достигает полутора атмосфер, в результате чего использование нагнетателя поднимает мощность двигателя на 46%, а показатели крутящего момента увеличиваются на 31%.

Так же как и в случае с турбонаддувом, нагнетатель при форсировании воздушных потоков разогревает их, уменьшая тем самым плотность попадающего в камеру сгорания воздуха. Поэтому эффективность работы любого нагнетателя завязана на использовании интеркулера, охлаждающего воздушные потоки и повышающего эффективность воздушно-топливной смеси.

Нагнетатель Roots

Это самый эффектный, самый древний и самый простой тип нагнетателей, известных человечеству. Еще в 1860 году братья Филандер и Фрэнсис Рутс запатентовали этот роторный вид нагнетателя, основная цель которого состояла в вентиляции шахт. Вентиляция шахт продолжалась вплоть до 1885 года, в котором ушлый немецкий инженер Геттлиб Даймлер заполучил патент на нагнетатель собственного производства, работавший по принципу нагнетателя братьев Рутс. Уже в 1900 году на серийном авто Daimler-Benz красовался первый нагнетатель типа Roots.

В чем их преимущество? Во-первых, этот тип нагнетателей, в отличие от центробежных (о них чуть позже), «схватывает» уже при низких оборотах и продолжает, не снижая эффективности, нагнетать воздух. Подобная «отзывчивость» сделала нагнетатели Roots любимцами фанатов маслкаров. Во-вторых, торчащий из крышки капота какого-нибудь хот-рода, Roots выглядит сногсшибательно.

использован материал http://blogs.ukrhome.net/view/996/6484767/TSentrobezhniy-kompressor-na-avto.html

Краткая историческая справка.

История создания и применения наддува двигателей имеет такую же протяжённость, что и история создания автомобиля. Ещё в 1885 г. немецкий инженер Готлиб Даймлер, создатель марки автомобилей Мерседес, запатентовал систему наддува двигателя, причём, конечно, простейшую. Немного позднее, в 1896 г. создатель двигателя с самовоспламенением от сжатия Рудольф Дизель запатентовал специальный тип компрессора для наддува ДВС. Однако только в 1905 г. швейцарец Бюши начал изучать и разрабатывать специальный компрессор, связанный с турбиной. Именно этот агрегат послужил прототипом ныне известных и широко применяемых для наддува турбокомпрессоров. В 1909 г. Бюши уже запатентовал своё изобретение, но лишь в 1916 он совместно с французом Рато дал наиболее полное патентное описание практически современного турбокомпрессора.

В более ранние времена уже предлагались компрессоры разных типов для наддува ДВС. Так, в 1912 г. испанец швейцарского происхождения Маркос Биркинг, создатель фирмы Испано – Сюиза, представлял в Париже своё изобретение – компрессор с лопатками, имевший привод от коленчатого вала двигателя (см. схему ).

Компрессор был трёхступенчатым. Т. е. три колеса с радиальными лопатками размещались на одном валу и проводили сжатие воздуха последовательно. Очевидно, что массовый расход воздуха через каждую ступень одинаков. А объёмный уменьшается в соответствии с размерами колёс. Т. е. при одинаковых частотах вращения объёмный расход сжатого газа снижался, а давление росло.

Во время первой мировой войны 1914 – 1918 г. г. в военных действиях разных армий начали широко применяться самолёты. Именно тогда инженеры пришли к мысли о необходимости подачи в двигатель горючей смеси под давлением, превышавшим атмосферное, для того, чтобы компенсировать потерю мощности двигателей авиационных моторов при подъёме на высоту, когда внешнее давление атмосферного воздуха снижалось.

Производители авиационных двигателей в те времена как правило являлись и производителями автомобильных двигателей. Поэтому разработки, направленные на повышение “потолка” (повышения высотности полёта самолётов), нашли применение и в наземных двигателях для повышения их мощности, а также для компенсации потерь мощности при работе двигателей в высокогорных районах. Известно, что плотность атмосферного воздуха снижается с подъёмом на высоту. При высоте порядка 5400 метров над уровнем моря из – за пониженного массового наполнения свежим зарядом цилиндров двигателя его мощность снижается на почти 50%. Поэтому и возникло решение о предварительном, до подачи его в цилиндры, повышении давления воздуха с помощью компрессора. В те годы в авиации не применялись дизельные двигатели из – за их более высокой массы и габаритов. Поэтому наддув осуществлялся для двигателей бензиновых, которые выпускались фирмами Фиат, Мерседес, Испано – Сюиза, Рено и другими (прежде всего английскими и американскими).

Первый компрессор с утапливаемыми лопатками конструкции Уиттига (иногда называемый шиберным,) с 1923 г устанавливался на двигатели Фиат и Мерседес.

Однако проблемы со смазкой и низкая долговечность таких компрессоров привели к созданию и применению компрессоров типа Рут Последние применялись широко в авиационных двигателях и на двигателях подводных лодок. А вообще развитие этих компрессоров началось с 1919 г., когда экспериментально была доказана возможность их работы с частотой вращения 10000 мин^-1. Тогда они начали устанавливаться на двигателях автомобилей Мерседес Книхт (четырёхтактные двигатели с бесклапанным (золотниковым) газораспределением). В опытном варианте была достигнута частота вращения порядка 18000 мин^-1. Достоинством конструкции компрессора типа «Рут» является то, что его роторы в корпусе и друг относительно друга работают с зазорами. Благодаря этому снижаются шумность работы, износы, не требуется смазка роторов.

новый сайт - http://sc-vaz.ru/

В 20-ые годы 20 века механические нагнетатели уже широко применялись на гоночных автомобилях. Например, на этом Bentley 1929 года компрессор Roots (установленный снаружи спереди) позволил с 4,4 литров рабочего объема снять 170л.с. Безнаддувный же вариант выдавал лишь 103л.с.

Использовались материалы из учебного пособия по курсам “Теория рабочих процессов ДВС” и “Теория комбинированных ДВС” Н. Н. Патрахальцев