Нагнетатель повітря

Однією з основних завдань, що стояли перед розробниками з моменту народження ДВС, було підвищення його потужності. Рішення проблеми в лоб – збільшення кількості циліндрів – призводить до зростання маси і габаритів двигуна, а також викликає інші складності. Проте, ще на найперших моторах був визначений досить простий варіант збільшення потужності до п’ятдесяти відсотків, при збереженні всіх інших характеристик силового агрегату. Домогтися цього дозволяє нагнітач, що забезпечує подачу додаткової кількості повітря в двигун авто.

Нагнетатель повітря – навіщо він потрібен?

Для розуміння місця і ролі нагнітача повітря необхідно згадати основи роботи ДВС. У циліндри двигуна авто надходить паливно-повітряна суміш (ТВС), згоряння якої і забезпечує роботу двигуна. Співвідношення між бензином і повітрям підтримується на певному рівні і залежить від режимів роботи і навантаження двигуна. Кількість ТВС в циліндрі при звичайних умовах обмежена його обсягом, потрапляє вона туди завдяки створюваному розрідженню на такті впуску, тоді мотор авто всмоктує необхідну кількість суміші.

Ось тут і прихована тонкість, що дозволяє підвищити потужність двигуна. Якщо в нього подавати ТВС під тиском, то в той же самий обсяг її поміститься набагато більше, і значить, в процесі згоряння суміші виділиться більше енергії і збільшиться потужність, яку здатний розвивати силовий агрегат. Для збільшення обсягу повітря, що йде в циліндри двигуна авто, використовується нагнітач (компресор). Так називається механізм для стиснення і подачі газу під тиском.

Додатковою перевагою може стати економія палива, т. К. Необхідної потужності можна добитися від мотора меншого обсягу.

Нагнетатель повітря на авто – не все так просто

Однак використовувати нагнітач повітря прямо в лоб виявилося досить важко. Справа в тому, що хоча потужність двигуна при цьому збільшилася, але це створило ряд нових проблем, які вимагали свого вирішення для успішного впровадження наддуву на авто. Однією з них стало виділення значно більшої кількості тепла при згорянні ТВС, через що прогоряли клапана, поршні, виходила з ладу система охолодження.

Іншою особливістю стала підвищена ймовірність виникнення детонації двигуна внутрішнього згоряння. Коли нагнітач здійснює додаткову подачу повітря в мотор, то виникають в них при стисненні підвищені температура і тиск можуть викликати детонацію, внаслідок чого можливе руйнування двигуна, або як мінімум, його передчасний значний знос. Уникнути цього допоможе використання високооктанових видів палива або декомпресія, так по-іншому називається зменшення ступеня стиснення.

Нові види пального дороги, що збільшує вартість експлуатації авто, а декомпресія призводить до зниження видаваної потужності, тобто втрачається ефект від використання наддуву повітря.

Повітряний нагнітач на авто – яким він буває

Подачу повітря в мотор можна здійснити різними варіантами, при яких використовується зовнішній нагнітач або складаються умови в процесі руху. Виходячи з цього, можна визначити такі способи наддуву:

  • механічний, коли на авто встановлюється механічний нагнітач, що приводиться в дію від коленвала мотора;
  • турбонаддув, коли передбачено використання турбо нагнітача, що приводиться в дію вихлопними газами;
  • електричний, в цьому випадку в авто застосовується електричний нагнітач повітря;
  • «Comprex», при цьому способі відсутня приводний нагнітач, а в циліндри подача повітря здійснюється за допомогою вихлопних газів;
  • комбінований, при якому використовуються кілька різних схем, як правило, поєднують механічний нагнітач і турбонаддув.

Існують і інші способи, що забезпечують подачу повітря в двигун авто, але вище відзначені найбільш часто застосовуються на машинах. На вітчизняних, до речі, в тому числі сімейства ВАЗ, подібні пристрої серійно не встановлювалися.

Механічний нагнітач на карбюраторний авто – варіанти побудови

Механічний нагнітач був створений одним з перших, майже після появи ДВС. Він пов’язаний безпосередньо з коленвалом двигуна авто і починає працювати відразу ж після його запуску, забезпечуючи подачу повітря пропорційно оборотам мотора. Це є безперечною гідністю, але такий нагнітач для своєї роботи відбирає частину потужності двигуна.

Існує кілька найпоширеніших варіантів побудови подібних пристроїв, найбільш відомі з них показані на фото. Їх конструктивні особливості розглянуті нижче:

  1. Нагнетатель ROOTS. Спочатку це були дві звичайні шестерінки, що обертаються в різні боки, поміщені в замкнутий корпус. З плином часу вони видозмінилися до того, що представлено на фото. Працює такий нагнітач досить просто – обертові лопатки ротора створюють повітряний потік від входу до виходу. Основний недолік подібних пристроїв – подача повітря здійснюється нерівномірно, що призводить до пульсації тиску. Крім того, після проходження пристрої виникає турбулентність повітря викликає його нагрівання. До переваг треба віднести простоту, компактність, і надійність, низький рівень шуму.
  2. Нагнетатель LYSHOLM. Відноситься до апаратів гвинтового типу. Працює подібний пристрій аналогічним чином – повітряний потік створюється обертовими роторами. Завдяки малому зазору між ними, забезпечується необхідну якість наддуву. Головною відмінністю подібного пристрою буде стиснення повітря всередині корпусу. Однак складності проектування і виготовлення таких виробів викликають їх високу вартість, що обмежує їх застосування в масовому виробництві авто.
  3. Відцентровий нагнітач. Є найбільш поширеним типом і застосовується як самостійно, у вигляді компресора, так і в складі турбо пристроїв. Обертові лопатки захоплюють повітря і відкидають його на периферію корпусу. Рухаючись уздовж корпусу, що має улиткообразно форму, повітряний потік на виході набуває необхідний тиск.

Для того щоб відцентровий нагнітач працював ефективно, його крильчатка повинна обертатися з високою швидкістю. Забезпечення такого режиму роботи пов’язано з труднощами мастила підшипників і створення подібних умов. Однак простота і відносно низька вартість самих пристроїв, зробила їх найбільш популярними серед інших типів нагнітачів. Особливо часто вони використовуються для тюнінгу авто, в тому числі і сімейства ВАЗ.

Турбо нагнітач повітря

Такий підхід до забезпечення мотора додатковою кількістю повітря є найбільш популярним. Застосовується він і для дизелів, і для бензинових моторів. Принцип, на якому працює подібний нагнітач, зрозумілий з наведеного рисунка:

По суті справи, це комбінація двох пристроїв – турбіни, що використовує енергію вихлопних газів, і компресора. Тут треба відразу відзначити, що режим турбо, застосовуваний для підвищення потужності дизелів, застосовується набагато частіше, ніж нагнітання повітря в бензинових двигунах. У них підвищення тиску обмежено появою детонації, і введення режиму турбо вимагає прийняття спеціальних захисних заходів.

Використання енергії відпрацьованих газів пов’язане з цілим комплексом проблем, в першу чергу з застосовуваними матеріалами. Лопатки турбіни повинні витримувати температуру до тисячі градусів, і при цьому швидкість їх обертання часто перевищує десять тисяч обертів на хвилину. Однак режим турбо, при якому в дизель надходить додатковий повітря, полегшує його роботу.

Виходячи з викладених особливостей, найкращим чином наддув турбо буде виконуватися при високих оборотах двигуна, коли турбіна сильно розкручена. Іншою особливістю такого режиму є так зване запізнювання. У момент різкого натискання педалі, поки спрацює наддув в режимі турбо, проходить деякий час, що і викликає провал в характеристиці.

Щоб його обійти, застосовуються спеціальні технічні рішення. Одним з можливих варіантів буде застосування двох нагнітачів турбо, один з яких працює на малих обертах, а інший на високих. Кожен з автовиробників по-своєму вирішує цю задачу – хтось використовує потужний нагнітач, що забезпечує зайвий приплив повітря на всіх режимах, і при необхідності скидає його надлишки, хтось застосовує кілька маленьких нагнітачів замість одного великого, хтось реалізує різні комбінації двох перших варіантів.

Якщо говорити про режим турбо для бензинових двигунів, то варто відзначити, що він максимально ефективний на вприськових двигунах. Карбюраторний мотор може працювати в режимі турбо, але йому необхідна певна доробка – установка жиклерів більшого перетину, зміна рівня камери поплавця і ряд інших заходів. Тоді як для інжекторного двигуна все зведеться до використання нової прошивки.

Проте, режим турбо часто реалізують і на старих машинах, в тому числі і сімейства ВАЗ, правда, в цьому випадку найчастіше застосовують електричний наддув.

Електричний нагнітач для двигуна автомобіля

Подібні системи, що реалізують режим турбо, відносяться до комбінованих. У них найчастіше використовується електричний мотор, що працює спільно з відцентровим нагнітачем. Перевагою такого підходу, коли привід виконаний як електро, є його універсальність. Він не пов’язаний безпосередньо з роботою двигуна, як механічний наддув, і електричний мотор можна використовувати при будь-яких умовах.

Завдяки такому приводу як електро, можна уникнути провалу в характеристиці нагнітача. На середніх і малих обертах мотора працює електричний нагнітач, на високих включається турбіна і реалізується звичайний режим турбо. Подібні можливості побудови наддуву з використанням такого приводу як електро, привертають увагу все більш широкого кола автовиробників.

Варто відзначити, що нагнітач електро є привабливим для виконання тюнінгу авто, в тому числі і сімейства ВАЗ. На цьому ринку є (відмінний від вже описаних) осьової електричний нагнітач. По осі воздуховода ставиться вентилятор (електро). Коли він працює, то посилений потік повітря спрямовується у впускний колектор. Фактично, таким чином вентилятор (електро) забезпечує наддув.

До переваг, якими володіє подібний електричний нагнітач, слід віднести простоту його реалізації. Для створення такої системи наддуву не потрібно ніяких технічно складних систем і пристроїв, звичайний побутовий вентилятор (електро) найчастіше впорається із забезпеченням подачі потрібного додаткової кількості повітря в циліндри мотора.

Використання такої техніки дозволяє без особливих труднощів провести тюнінг старих машин, наприклад таких, як ВАЗ ранніх років випуску.

Нагнетатель на ВАЗ

В даному випадку проблему треба розглядати дещо ширше – мова часто йде не конкретно про якийсь автомобілі сімейства ВАЗ, а взагалі про поліпшення атмосферного двигуна. Це досить складна проблема, і вона не має однозначного вирішення. Звичайно, наважуючись поліпшити характеристики старого автомобіля, наприклад якоїсь моделі ВАЗ або Москвича, при використанні штатного двигуна його потужність можна збільшити тільки за допомогою наддуву.

Однак це далеко не так просто зробити, як здається з першого погляду. Підвищення потужності двигуна ВАЗ, як і будь-якого іншого, повинно супроводжуватися додатковими змінами, що забезпечують правильне використання подібного удосконалення. В іншому випадку змінений двигун дуже швидко вийде з ладу.


У той же час завдяки тюнінгу двигуна, старий ВАЗ або будь-який інший подібний автомобіль, може отримати нове життя, тим більше що зробити подібні поліпшення досить просто і не дуже дорого. Набагато простіше грамотно і правильно поставити на ВАЗ нагнітач повітря, що забезпечить приріст близько тридцяти відсотків потужності двигуна, ніж займатися повною переробкою мотора в пошуках тих же самих тридцяти відсотків потужності.

Але це вже зовсім інша тема, в тому числі і щодо старих автомобілів ВАЗ, і хоча вона не менш цікава, її розгляд треба проводити самостійно.

Використання додаткового обсягу повітря для забезпечення приросту потужності двигунів, в тому числі і сімейства ВАЗ, досить відомий і давно освоєний автобудівниками прийом. Він дозволяє вирішити багато питань, пов’язаних з отриманням більшої потужності від порівняно невеликих моторів, правда, при дотриманні ряду правил. Але, тим не менш, цей підхід досить широко застосовується розробниками різних марок авто.
“Alt =” “>

Ссылка на основную публикацию