ВОЗДУХА, БОЛЬШЕ ВОЗДУХА!

ВОЗДУХА, БОЛЬШЕ ВОЗДУХА!
ОБОЗРЕНИЕ ЗР
ВОЗДУХА, БОЛЬШЕ ВОЗДУХА!
СОВОКУПНОСТИ НАДДУВА
Аркадий АЛЕКСЕЕВ
Автолюбители сегодняшнего поколения — далековато не 1-ые, кого гипнотизирует наибольшей цифр мощности и мистика скорости движков. Больше 100 годов назад стартовала эта гонка. Уже в 1905 году был превзойден предел в 100 л. с., всего несколько лет спустя — 150 л. с. Рос количество и масса моторов, заставляя применять все более тяжелое шасси. А это, со своей стороны, приметно снижало священные числа на спидометре.

Таким макаром, еще сперва века инженеры начали решать неописуемо сложную задачку: как повысить мощность мотора, снижая другие его характеристики — вес, размеры, расход горючего.
В ту геройскую эру появилось большое количество конструкций — от совсем умопомрачительных до всецело настоящих. Более восхитительной в этом последовательности была идея наддува. Представим для себя такт впуска бензинового двигателя: мотор сейчас трудится как насос, к тому же весьма неэффективный — на пути воздуха (горючей консистенции) находится воздушный фильтр, извивы впускных каналов, в бензиновых моторах — к тому же дроссельная заслонка. Все это, обязательно, понижает заполнение цилиндра. Ну а что требуется, чтобы его повысить?

Поднять давление перед впускным клапаном — тогда горючей консистенции (для дизелей — воздуха) в цилиндре "поместится" больше. Энергия сгорания заряда с огромным числом горючего, само собой, станет выше; вырастет и неспециализированная мощность мотора.
Эта легкая теория воплотилась во огромном количестве самых разных устройств, взявших неспециализированное заглавие "нагнетатели". Были поршневые компрессоры и тут, и шиберные, и громадные… Алмазом во всей данной массе блеснул патентованный в 1905 году швейцарским инженером Альфредом Бюи процесс, узнаваемый нынешним автолюбителям как турбонаддув. Слово это появилось большое количество позднее самой идеи, которую хороших четверть века не получалось применять — уровень разработок не был еще готов к этому.

Чему удивляться — самые наилучшие движки той поры имели ресурс 30-40 тыщ км, в среднем же — 5-10 тыщ. Какой уж тут турбонаддув…
Но технический прогресс быстро усиливался , и к 30-м это препятствие практически потеряло силу. Вобщем, неприятностей и без того хватало — назовем хотя бы главную, над ответом которой трудились конструкторы все прошедшие годы (и, увидим, так до конца и не решенную): ротор турбокомпрессора нельзя сделать огромным! И все исходя из этого, что чем больше поперечник турбины, тем выше ее момент инерции.

Значит, даже в том случае, если водитель при разгоне порезче надавит на педаль газа, резвого ускорения все равно не окажется: нужно будет подождать, пока турбина соберёт надлежащие обороты. Итак, турбину необходимо осуществить как возможно меньше по поперечнику. Но поступление воздуха находится в зависимости от окружной скорости лопаток, которая тем меньше, чем меньше поперечник ротора… Остается наращивать обороты, не смотря на то, что и тут имеется ограничение, на данный момент со стороны допустимых нагрузок на материалы.

И это далековато не все трудности.
Все же, уже в 30-х годах многие компании (конечно, самые богатые и передовые) устанавливали турбонаддув на собственные модели. Тогда же показались многие устройства, ставшие на данный момент неотклонимыми для агрегатов турбонаддува. Во-1-х, это, само собой разумеется, клапан, перепускающий выхлопные газы, в случае если обороты турбины весьма велики. Не будь этого клапана, стал бы возможен режим, в то время, когда обороты мотора вырастают неконтролируемо: выхлопных газов больше, соответственно, все выше обороты количество и турбины нагнетаемого воздуха… При таких условиях поломка мотора неминуема.

Перепускным клапаном руководит давление воздуха во впускном коллекторе: если оно выше допустимого, клапан раскрывается и часть отработавших газов идет в глушитель, минуя турбину.
Этого конструкторам и, конечно, водителям показалось не достаточно, поскольку и торможение, и следующий разгон турбины требуют определенного времени, значит, резвой реакции автомобиля ожидать опять-таки не приходится. Не считая того, рассчитывая агрегат наддува на достаточную (не чрезмерную) подачу воздуха при оборотах выше средних, тем приобретают движок с так именуемым "турбоподхватом" — до 3000-4000 об/мин он набирает мощность фактически как атмосферный, а позже быстро (и для неопытного водителя неожиданно) "выстреливает", мгновенно развивая обороты, родные к громаднейшим. Выходило, что под капотом помой-му два мотора: один всецело мирный, а второй — взрывного характера.
Такое положение до 60-х годов всех устраивало: турбонаддув использовался в главном на Подвескаивных и гоночных автомобилях, поскольку их приверженцы (хотя бы в душе) мотору такую двойственность, лишь бы в подходящий момент, вдавив до упора педаль акселератора, ощутить всю силу обезумевшего "табуна лошадок"… Средние скорости на дорогах тем временем росли, на всецело обыденных серийных машинах возрастал рабочий количество движков: в случае если в 1-ые послевоенные десятилетия двухлитровый движок казался чуть не монстром, то к концу 70-х он стал обыденным оснащением среднего домашнего автомобиля. И тут вмешались законодатели. Скажем, в Италии автомобили с мотором до 2 л пользуются значительными налоговыми льготами, в Стране восходящего солнца данный "потолок" еще ниже — 660 см3.

Здесь-то и кроется обстоятельство широкого распространения турбонаддува на массовых машинах, не смотря на то, что для этого было нужно преодолеть последовательность непростых технических препятствий.
Средний потребитель и слышать не хочет о "подхвате", а тем паче о запаздывании реакций мотора. Ему не гоняться нужно, а ездить любой денек. Потому, не считая практически агрегата наддува, под капотом "поселились" два перепускных клапана: один — для отработавших газов, а второй — чтобы перепускать лишний воздушное пространство из коллектора мотора в трубопровод до компрессора. Данный клапан кроме этого управляется давлением во впускном коллекторе.

Таким макаром, частота вращения ротора турбины при сбросе газа понижается некординально, и при следующем нажатии на педаль задержка подачи воздуха образовывает десятые толики секунды — время закрытия клапана. Перепуск отработавших газов тут уже не регулятор, а лишь ограничитель числа оборотов турбины.
Повсеместное проникновение электроники в управление движком не имело возможности кинуть вне собственной сферы совокупность турбонаддува. Оба вышеупомянутых клапана сохранились, но вот руководит ими уже не давление в коллекторе, а электронные сервомоторы или включенные в пневматическую совокупность электронные клапаны. Это позволяет учесть не только только нагрузку на движок, да и огромное количество вторых обстоятельств: детонацию в цилиндрах, термический режим мотора, токсичность выхлопных газов и т. д.
Вам, быть может, виделись в муниципальном потоке автомобили с шильдиком "интеркулер" на борту. Это заглавие закрепилось за радиатором остывания наддувочного воздуха, размещенным за компрессором. Интеркулер нужен для того, чтобы при том же давлении наддува "поместить" в цилиндр больше консистенции (воздуха). Вспомните школьную физику — при схожем давлении в определенный количество войдет больше (по массе) газа более низкой температуры. А ведь мощность мотора зависит конкретно от "массового" заполнения цилиндров.

До тех пор пока интеркулер применяют в главном на Подвескаивных автомобилях (скажем, на "Ferrari"), кроме этого на… магистральных грузовиках.
Как уже упоминалось, частота вращения ротора турбины должна быть весьма громадна. Как? До 150-180 тыщ об/мин. До ближайшего времени срок работы всего агрегата ограничивала конкретно долговечность подшипников. В действительности, это были вкладыши, подобные вкладышам коленчатого вала, каковые смазывались маслом под давлением.

Износ таких подшипников скольжения был, конечно, велик, но шариковые не выдерживали громадной больших температур и частоты вращения.
Выход нашли лишь недавно, в то время, когда удалось создать подшипники с глиняними шариками. Сперва это сделали японские компании, а позже и шведский СКФ — и автомобили с этими подшипниками показались на дорогах. Но достойно удивления не использование керамики — подшипники заполнены неизменным припасом пластичной смазки, вторыми словами канал от штатной масляной совокупности мотора уже не нужен!

На очереди — металлокерамический ротор турбины, что примерно на 20% легче сделанного из жаростойких сплавов, да к тому же владеет мельчайшим моментом инерции.
В скором будущем стали использовать такой способ регулирования подачи воздуха, как изменяемый угол наклона лопаток компрессора. Идея эта, опять-таки, давнишняя, а вот воплотить ее длительно не могли; как пример назовем новый агрегат наддува "опелевских" дизелей ЭКОТЕК.
Может показаться, что победное шествие совокупности турбонаддува ничем не может быть заторможено. Уже видятся моторы с 2-мя турбокомпрессорами, все "умнее" делается управляющая электроника… Но именно сейчас по окончании долголетнего забвения оживает давнешний соперник "турбо" — приводной компрессор, приобретающий вращение от коленчатого вала мотора.

В чем все-таки его преимущества? В случае если коротко — в более резвой реакции мотора на управляющее действие, а с учетом еще мельчайшей его частоты вращения — к тому же в большей технологичности производства. Но за все, как ясно, приходится платить. В случае если турбокомпрессор увеличивает КПД мотора, применяя энергию отработавших газов, в действительности уже выкинутую, то приводной компрессор отбирает энергию у самого мотора.

Допустим, конструкторам пришло бы в голову поменять нагнетателем турбокомпрессор мотора "Porsche 911". В режиме громаднейшей мощности это привело бы к утрата 26 кВт! Конечно, однако мощность "наддутого" мотора все равно приметно превосходила бы тот же показатель "атмосферного" (безнаддувного) варианта, а вот топливная экономичность пострадала бы.
Говоря о типах нагнетателей, возможно встретиться: с ними обилие уже в прошедшем. И поршневые, и центробежные, и большинство вторых вариантов вряд ли когда-нибудь снова покажутся на авто моторах. Остаются разве что громадные нагнетатели (они по принципу деяния кое-чем напоминают шестеренчатые насосы совокупности смазки), к каким — через шестьдесят лет! — возвратились конструкторы "Мерседеса".
В первоначальный раз нагнетатели типа "Рутс" показались на машинах данной компании еще в 20-х. Трудились они не повсевременно, а лишь кратковременно подключались многодисковым сцеплением на режимах громаднейшей мощности, создавая устрашающий визг (у Ремарка более поэтично — "пение рассерженной осы") и пожирая ресурс мотора. У современных компрессорных "мерседесов" схема фактически та же, но они врубаются в работу ранее — при 1500 об/мин. Меж иным, нагнетатель схожего типа знаком тем, кому приходилось иметь дело с русским мотором ЯАЗ-204 или ЯАЗ-206. Данный двухтактный дизель конструкции 40-х годов имел, благодаря компрессору, хорошие по тем временам чёрта, а исходя из этого выпускался пара десятилетий попорядку. Упомянем еще неординарные спиральные нагнетатели, с которыми в 80-х годах большое количество экспериментировал "Фольксваген".

Возможно отыскать в памяти пара серийных модификаций "Гольфа", "Пассата", "Коррадо". В 90-х это направление, в действительности, было свернуто.
Обзор современных систем наддува был бы неполным без упоминания еще о 2-ух разработках. 1-ая именуется "наддув типа Компрекс", над которым уже три 10-ка лет трудятся инженеры швейцарской компании "Браун энд Бовери". Строго говоря, устройство — это не компрессор, не смотря на то, что и употребляет энергию отработавших газов. Действует оно так.

Цилиндр, разбитый на продольные каналы, крутится около собственной оси, приводимый ремнем от коленчатого вала. Торцы цилиндра закрывают две глухие крышки статора, в каких по два окна — для воздуха и выхлопных газов. Цикл работы последующий: по окончании открытия выпускного клапана в цилиндре мотора ударная волна распространяется по трубопроводу, проходит через окно торцевой крышки и продолжает перемещение по каналам ротора, сжимая находящийся в их воздушное пространство. Так как ротор крутится, в определенный момент раскрывается воздух и окно поступает в трубопровод завышенного давления. Окно тут же запирается, и сгустку выхлопных газов ничего не остается, как, отразившись от торцевой крышки, направиться в оборотный путь, навстречу раскрывающемуся окну выпуска.

За отраженной волной сжатия направляться волна разрежения, она разрешает к моменту удаления газов заполнить канал свежайшим воздухом, эжектировав его через соответственное окно. Принцип деяния агрегата разрешил дать ему очередное заглавие — "волновой обменник".
Не считая швейцарцев, наддувом "Компрекс" без шуток заинтересовались обитатели страны восходящего солнца: на рынок выпущено уже пара моделей компании "Мазда", снаряженных схожим агрегатом. К слову, над таким устройством трудятся и харьковские моторостроители.
В итоге, последнее, о чем хотелось бы сообщить, так это о совокупности резонансного наддува. Как ранее говорилось сперва статьи, для наилучшего заполнения цилиндра направляться поднять давление перед впускным клапаном. Меж тем завышенное давление необходимо совсем не повсевременно — достаточно, чтобы оно взошло в момент закрытия клапана и "догрузило" цилиндр дополнительной порцией консистенции.

Для кратковременного повышения давления всецело "подойдет" волна сжатия, прогуливающая по впускному трубопроводу при работе мотора. Достаточно лишь высчитать длину самого трубопровода, чтобы волна, несколько раз отразившись от его финишей, пришла к клапану в подходящий момент. Теория (по последней мере, при разъяснении "на пальцах") ординарна, а вот воплощение ее требует громадной изобретательности: клапан при разных оборотах коленчатого вала открыт неодинаковое время, а исходя из этого для применения результата резонансного наддува требуются впускные трубопроводы переменной длины! И такие моторы были сделаны — со особенными заслонками, открывающими воздуху тот или второй путь. Пик славы этого решения пришелся на середину 80-х, а позже производители, по всей видимости, сделали вывод: для чего морочить для себя голову, в случае если уже имеется и поболее производительный турбонаддув, и управляющая им электроника?

В скором будущем сообщений о новых движках с резонансным наддувом фактически не поступает…
Итак, работы над различными вариациями наддува поршневых движков продолжаются. Возможно ли заявить, что они на пике? Не легко отыскать — так как нельзя исключать, что на сцене покажутся движки, хорошие от сегодняшних поршневых.

И уже новые поколения конструкторов будут стремиться выдавить из их все — в угоду новым поколениям автолюбителей.
"Мерседес-24/100/140" начала 20-х — один из первых машин с приводным нагнетателем (вверху).
Схема турбонаддува двигателя внутреннего сгорания: 1, 2 — выпускные трубопроводы; 3 — перепускной воздушный клапан; 4 — клапан перепуска отработавших газов; 5 — впускной трубопровод; 6, 11 — впускные каналы; 7 — канал управляющего давления; 8 — регулятор состава консистенции; 9 — воздушный фильтр; 10 — топливная магистраль; 12 — топливная форсунка; 13 — компрессор; 14 — турбина; 15 — глушитель.
Схема наддува типа "Компрекс".
Агрегат наддува на "формульном" движке "Рено", созданном для "Лотоса-93Т" начала 80-х. Через несколько лет наддув в формуле 1 был запрещен.
Клапан перепуска отработавших газов: А — камера давления; Б — камера управляющего давления; 1 — мембрана; 2 — клапан.
Радиаторы интеркулера под капотом "Феррари-228GTO".
Типы приводных нагнетателей: 1 — шиберные (сейчас практически не употребляются); 2, 3 — громадные.
Спиральный компрессор-нагнетатель: 1 — рабочая спираль; 2 — корпус; 3 — приводная шестерня.

Просматривайте кроме этого:

• Падать не разрещаеться!
• ПОЛОЖЕНИЕ Обязует
• ОБОРОТ и ЛИЦО ГАЗОВОЙ МЕДАЛИ
• За долгое время ДО МЕРТВОЙ ТОЧКИ
• ВСТРЕЧА НА Свежайшем ВОЗДУХЕ
• МОРЕ ЦВЕТА НОЧИ
• ЭКСПЕРТИЗА моторные масла группы SG. Заливаем «Эс-Джи»

НЕОБХОДИМО БОЛЬШЕ ВОЗДУХА! > Oxygen NOT Included

Подобранные как раз для Вас, статьи, с учетом ваших заинтересованностей:

• Выброс ЧИЩЕ ВОЗДУХА

  Выброс ЧИЩЕ ВОЗДУХА ТЕХНИКА /Свежайшие ИДЕИ Выброс ЧИЩЕ ВОЗДУХА Кандидатура Хорошему МОТОРУ ТЕКСТ / АНАТОЛИЙ СУХОВ Из-за чего конкретно данный человек зажегся мыслью, которая уже 10-ки лет…

• Воздушное пространство ПО Кармашку

  Воздушное пространство ПО Кармашку Обдуть, продуть, накачать — да не достаточно ли что поручают сжатому воздуху. Автовладелец при профилактике и мелком карбюраторном ремонте наслаждается ножным насосом,…

• ВСТРЕЧА НА Свежайшем ВОЗДУХЕ

  ВСТРЕЧА НА Свежайшем ВОЗДУХЕ У родстеров и кабриолетов особая роль. Кроме того шикарные лимузины и Подвескаивные купе не вызывают таких эмоций, как автомобили с откидным верхом. Скептики вычисляют их…

• БОЛЬШЕ ПОРЯДКА — БОГАЧЕ СТРАНА

  БОЛЬШЕ ПОРЯДКА — БОГАЧЕ СТРАНА МЫ И АВТОМОБИЛЬ АВТОЗАРУБЕЖЬЕ БОЛЬШЕ ПОРЯДКА — БОГАЧЕ СТРАНА Главная задачка милицейского — постараться, чтобы транПодвеска двигался без пробок и заторов, считает…

• БОЛЬШЕ НЕ ЛИХОРАДИТ

  БОЛЬШЕ НЕ ЛИХОРАДИТ фото Джейсона КРИТЧЕЛЛА HARLEY-DAVIDSON SPORTSTER XL1200R, XL1200C, XL883C, XL883 В компании Harley-Davidson, по всей видимости, всецело уверенный в любом собственном товаре — и до, и…