Принцип работы компрессора автомобиля

Что такое компрессор? Роль компрессора в работе двигателя автотомобиля

Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением.

Автомобильные инженеры, создатели гоночных авто и просто любители скорости все время работают над увеличением мощности двигателей. Одним из способов ее увеличения есть строительство мотора большого внутреннего объема, но большие двигатели много весят и кроме того затраты на их производство и содержание очень высоки.

Фото. ProCharger D1SC – центробежный компрессор

Второй способ увеличения интенсивности двигателя – это создание агрегата стандартного размера, но более эффективного в использовании. Этого можно добиться при нагнетании большего объема воздуха в камеру сгорания. Благодаря этому в цилиндр подаётся больше топлива и, как следствие, создаётся высокое давление и происходит сильный выброс газа.

Кроме компрессора есть турбокомпрессор. Устройства отличаются способом извлечения энергии. Обычный компрессор приводится в действие энергией от коленчатого вала мотора через ременный или цепной привод механическим путем. Турбокомпрессор работает благодаря сжатому потоку выхлопных газов, вращающих турбину.

Как работает компрессор

Для того чтобы понять, как работает данный механизм, рассмотрим схему работы обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Когда поршень движется вниз, создается разрежение воздуха. Под действием атмосферного давления он поступает в камеру сгорания, где объединяется с топливной смесью и создает заряд, который можно трансформировать в полезную кинетическую энергию в результате горения. Горение создается свечой зажигания. В результате реакции окисления топлива выбрасывается большой объем энергии. Поршень приходит в движение от силы этого взрыва. И эта сила движения толкает колёса.

Чем плотнее поток топливно-воздушной смеси, тем более сильные взрывы создаются. Для сжигания определённого количества топлива требуется нужное количество кислорода. Правильное соотношение: 14 частей воздуха и 1 часть атмосферного воздуха. Т.е. чтобы сжечь больше топлива, нужно больше воздуха.

В этом и состоит работа компрессора. Он сжимает воздух на входе в двигатель и создаёт повышенное давление.

Механический нагнетатель запускается с помощью приводного ремня, обернутого вокруг шкива, подключенного к ведущей шестерне. Ведущая шестерня привод в движение шестерню нагнетателя. Ротор компрессора впускает воздух, сжимает его и вбрасывает во впускной коллектор. Скорость вращения компрессора — 50 – 60 тысяч оборотов в минуту.

Горячий воздух имеет свойство сжиматься и не может сильно расшириться во время взрыва. Процессом охлаждения воздуха занимается интеркулер. Охлаждённый воздух делает сильнее заряд, который поступает в камеру сгорания.

Виды компрессоров

Компрессоры бывают трех видов: двухвинтовые, роторные и центробежные.

Различие между ними заключается в способе подачи воздуха во впускной коллектор автомобильного двигателя.

Двухвинтовой компрессор

Двухвинтовый нагнетатель состоит из двух роторов, внутри которых циркулирует воздух. Свист сжатого воздуха, возникающий при работе компрессора приглушают специальными методами шумоизоляции двигателя.

Фото. Двухвинтовой компрессор

Роторный компрессор

Роторный нагнетатель находится в верхней части автомобильного двигателя.

Он состоит из вращающихся кулачковых валов, которые перемещают атмосферный воздух во впускной коллектор. Устройство имеет большой вес, что утяжеляет вес транспортного средства. Воздушный поток в этом виде компрессора имеет прерывистую структуру, поэтому он мало эффективен в сравнении с другими компрессорами.

Фото. Роторный компрессор

Центробежный компрессор

Центробежный нагнетатель – представляет собой крыльчатку, вращающуюся с огромной силой и нагнетающую воздух в небольшой корпус компрессора. Центробежная сила выталкивает воздух к краю крыльчатки, заставляя его с огромной скоростью покидать ее полость. Маленькие лопатки, расположенные вокруг крыльчатки, преобразуют высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в низкоскоростной поток с высоким давлением.

Фото. Центробежный компрессор

Достоинства компрессора

Увеличение мощности двигателя транспортного средства. Механические нагнетатели лучше турбированных, потому что онизадерживают реакцию после нажатия водителем педали газа. Турбокомпрессоры начинают работу после некоторого времени, когда выхлопные газы наберут нужную скорость для раскручивания турбин.

Недостатки двигателей

Компрессор увеличивает нагрузку двигателя, поэтому последний должен быть крепким настолько, чтобы выдерживать сильные взрывы в камере сгорания. Современные автопроизводители учитывают это условие и создают более сильные узлы для моторов, предназначенных для работы в паре с компрессором, что повышает стоимость автомобиля, а также стоимость его технического обслуживания.

Компрессор может добавить от 50 до 100% мощности, что делает его популярным среди любителей высокоскоростно езды.

Разбираемся в принципе работы автомобильного компрессора

Что такое автомобильный компрессор, и какие они бывают?

Автомобильный компрессор — это устройство, которое автоматически накачивает шины автомобиля.

Существует два вида автокомпрессоров: мембранный и поршневой.

Мембранные (вибрационные) компрессоры накачивают колесо автомобиля с помощью резиновой пробки, которая очень быстро двигается вперед и назад, поглощая таким образом воздух снаружи в шину. В таких компрессорах выходит из строя чаще всего резиновая пробка, которую легко заменить.

Поршневой компрессор закачивает воздух в шину таким же образом, как и мембранный, но с помощью специального поршня. Основным положительным качеством считается высокая скорость работы.

Как работает компрессор?

В современных автокомпрессорах установлена батарея, но она нуждается в постоянной зарядке и увеличивает общий вес насоса. Электронасосы, не имеющие батареи, подключаются либо к обычной розетке, либо напрямую к аккумулятору автомобиля. Перед началом накачки шин от аккумулятора завести машину, чтобы не разрядить аккумулятор.

Как правильно выбрать компрессор для автомобиля?

Автокомпрессоры бывают электрические и простые, так называемые ножные, требующие усилий для накачки колеса. Для экономии сил и времени удобнее пользоваться электрическим автокомпрессором.

При выборе электронасоса обраите внимание на такие характеристики:

давление — максимальное количество атмосфер, которые может накачать компрессор;

общая производительность — количество воздуха, закачиваемое в шину за минуту (чаще всего измеряется в литрах/минуту);

способы подключения к источнику питания (прикуриватель, аккумулятор);

длина шнура: должен свободно доставать от аккумулятора или прикуривателя до колес автомобиля.

Механический компрессор на двигатель автомобиля: плюсы и минусы

После появления первых ДВС главной задачей конструкторов и инженеров с самого начала стало повышение производительности силовой установки. Другими словами, основной целью является увеличение мощности двигателя. Как известно, самым простым способом становится решение физически увеличить рабочий объем двигателя и количество цилиндров. Двигатель «засасывает» из атмосферы больше воздуха, в результате можно сжигать больше горючего.

Решить задачу позволяет принудительное нагнетание воздуха в цилиндры под давлением. Для нагнетания воздуха на многих ДВС используется турбонаддув, еще одним решением является компрессор (нагнетатель механический). В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автомобильный компрессор на двигатель, а также какие плюсы и минусы имеет компрессорный двигатель.

Читайте в этой статье

Компрессор на атмосферный двигатель

Начнем с того, что установка компрессора (нагнетателя) во впускной системе двигателя позволяет добиться подачи нужного количества воздуха для сжигания большего количества топлива. Если просто, компрессор-устройство, которое способно создать на выходе давление, которое будет больше атмосферного.

С этой задачей справляются как обычные механические нагнетатели, так и турбокомпрессор. При этом главным отличием турбонагнетателя от компрессора является то, что турбокомпрессор раскручивается за счет выхлопных газов, в то время как механический компрессор приводится от коленвала двигателя.

Как за счет компрессора происходит увеличение мощности двигателя

Атмосферный двигатель внутреннего сгорания осуществляет забор воздуха снаружи в тот момент, когда поршень в цилиндре движется вниз и создается разрежение, в результате чего воздух засасывается в камеру сгорания. Количество поступающего воздуха физически ограничено рабочим объемом, который имеет цилиндр и камера сгорания. После этого воздух смешивается с топливом в определенных пропорциях, после чего заряд (топливно-воздушная смесь) сгорает в цилиндрах.

Если учесть, что объем двигателя не меняется, тогда воздух нужно подавать принудительно под давлением. Это и есть главная задача компрессора. Компрессоры создают давление во впуске, нагнетая воздух в цилиндры. В этом случае остается только впрыснуть больше топлива, после чего такая смесь эффективно горит и отдает энергию поршню. На практике, нагнетатель способен поднять мощность мотора на 35-45%, отмечается около 30% процентов прироста крутящего момента по сравнению с точно таким же атмосферным аналогом.

Принцип работы

Основные показатели устройства:

1. Производительность;
2. Высокое давление;
3. Наличие измерительного прибора.

Производительность воздушного компрессора измеряется в литрах воздуха, которые насос прокачивает за минуту. Если у вас спортивный автомобиль или нужен, компрессор для грузовых автомобилей, то ориентируйтесь на число в 7 литров/минута. Прибор с меньшими показателями не сможет накачать одно колесо за один раз, ему потребуется два подхода.

Тип питания. По такому параметру выделяют три варианта:

1. Питание от прикуривателя;
2. Использование аккумулятора. В этом случае на автомобиль можно устанавливать устройства больше мощности. В комплекте такой компрессор для колес имеет сразу и несколько крокодильчиков, чтобы удобно было подключаться к клеммам АКБ. При работе двигатель машины должен быть запущен;
3. Работа от электрической сети. Имеют встроенный аккумулятор и нуждаются в подзарядке.

Вариант со встроенным аккумулятором очень удобный и практичный.

Воздушные автокомпрессоры для накачки шин обязательно комплектуются манометромдля проверки результата работы.

Манометры делятся по классам точности измерения.

Они бывают стрелочные и цифровые. Стрелочные оснащаются несколькими шкалами для удобного отслеживания за информацией.

Цифровой вариант несколько удобнее, так как стрелки при вибрации колеблются. Цифровой манометр точнее обрабатывает информацию и выдает данные с точностью до тысячных.

Преимущества и недостатки компрессора на двигатель

Плюсы:

1. увеличение мощности двигателя;

2. простота и дешевизна монтажа с минимальными переделками впускной системы по сравнению с установкой турбонаддува;

3. отсутствие турбоямы благодаря прямой связи механического нагнетателя с коленвалом.

Недостатки:

1. отбор мощности у двигателя;

2. высокая нагрузка на двигатель.

Что такое нагнетатель на авто? Его виды и детальный разбор нюансов

Важную роль для возрастания мощности играет качество подаваемой в двигатель воздушно-топливной смеси (ВТС). При помощи нагнетания в нее воздуха мощность можно увеличить до 50% . Это достигается с использованием нагнетателя, добавляющего объем воздуха в двигатель.

Виды нагнетателей

• Механический. Устройство использует механическую силу, возникающую при движении коленвала;
• Турбонаддув. Используется нагнетатель, приводимый в действие «выхлопами»;
• Электрический. Приводится в движение при помощи электрического тока от генератора и аккумулятора;
• Комбинированный. Использует в своем действии несколько предложенных выше схем.

Компрессор автомобиля: советы по выбору

Устройство компрессора

Любой автомобильный компрессор состоит из нескольких основных элементов:

• привод;
• компрессорная группа;
• ресивер для компрессора;
• контрольные приборы, кнопки для управления, датчики.

Привод

Данная составляющая устройства может быть электрической. Компрессор бывает трехфазным или же однофазным. Работает он от так называемого асинхронного электродвигателя. Если работа проводится вдали от источников тока, то используется специальный автономный привод.

Компрессорная группа

Специалисты делят привод компрессоров на два типа: с ременной передачей и с прямым приводом. Часто эти категории используется именно в винтовых компрессорах. В этой конструкции есть специальный электронный блок управления, меняющий производительность двигателя и количество его оборотов в зависимости от расходуемого воздуха.

Ресивер

Данный товар практически всегда поставляется вместе с компрессором. Изделие представляет собой сосуд из металла или пластика, где система накапливает воздух. По мере необходимости он расходуется. Одной из дополнительных функций ресивера является сглаживание пульсации давления в тот период времени, когда аппарат функционирует. Кроме того, последний аспект является актуальным чаще всего именно для поршневых компрессоров, которые имеют небольшой объём.

Кнопки для управления, контрольные приборы и датчики

Манометр всегда присутствует в любом, даже самом простом комплекте. Он необходим для самостоятельно контроля уровеня давления воздуха.

Между компрессорным блоком и ресивером установлен обратный клапан, который предназначен для сохранения воздуха в ресивере и снижения нагрузки.

Для нормализации давления на выходе есть специальный редуктор, который тоже имеет манометр.

Принцип работы

Чтобы понять, как работает компрессор для автомобиля, необходимо рассмотреть схему функционирования самого обыкновенного четырехтактного двигателя. Во время движения вниз поршня воздух разряжается, после чего он попадает в специальную камеру сгорания. Далее воздух начинает взаимодействовать с топливом, а затем создается специальный заряд, который может превратиться в кинетическую энергию во время горения. Процесс горения обеспечивает свеча зажигания.

В тот момент, когда окисление топлива начинается, система выбрасывает большой объём кинетической энергией. Данный процесс можно назвать взрывом, сила которого воздействует на поршень, благодаря чему тот начинает двигаться. Далее сила движения поступает на колеса, и они начинают вращаться.

Задача компрессора заключается в том, чтобы удержать определенное количество воздуха при входе в двигатель. В результате давление повышается, в двигатель поступает необходимое количество топлива, и мощность увеличивается.

Далее в работу вступает механический нагнетатель. Он запускается при помощи приводного ремня. Компрессионный ротор выпускает определенное количество воздуха, максимально сжимает его и отправляет в так называемый впускной коллектор.

Средняя скорость вращения компрессора варьируется в пределах 50-60 тысяч оборотов всего за одну минуту.

Результатом всех этих действий и процессов становится увеличение подачи количества воздуха в двигатель автомобиля.

Как выбрать компрессор для автомобиля?

При выбора подходящего изделия, надо определиться со следующими данными:

• габариты (чем меньше компрессор, тем его мощность ближе к минимальной);
• максимальные запасы производительности и мощности;
• производитель;
• конструкция.