Mehāniskie pūtēji. Kas ir

Automašīnu ražošanas procesā inženieri domā ne tikai par vismodernāko tehnoloģiju ieviešanu, mūsdienīgu izskatu un pirmās klases drošību. Mūsdienās automobiļu iekšdedzes dzinēji cenšas darīt mazāk un iegūt lielāku efektivitāti. Mehāniskā kompresora ieviešana ir viens no tiem veidiem - “izspiest” maksimumu pat no maza 3 cilindru dzinēja.

Kas ir mehāniskais kompresors, kā tas ir sakārtots un darbojas, kādas ir tā priekšrocības un trūkumi - par to runāsim vēlāk.

Kas ir mehāniskais kompresors

Mehāniskais pūtējs ir ierīce, kas piespiedu kārtā piegādā gaisu zem augsta spiediena, lai palielinātu degvielas un gaisa maisījuma masu. Kompresoru darbina kloķvārpstas skriemeļa rotācija, kā parasti, ierīce tiek paziņota caur siksnu. Piespiedu gaisa saspiešana, izmantojot mehānisko turbokompresoru, nodrošina papildu 30-50% no nominālās jaudas (bez kompresora).

Kā darbojas mehāniskā spiediena palielināšana

Neatkarīgi no konstrukcijas veida visi pūtēji ir paredzēti gaisa saspiešanai. Piedziņas kompresors sāk darboties, tiklīdz sākas motors. Kloķvārpsta caur skriemeļu pārnes griezes momentu uz kompresoru, un tas, savukārt, pagriežot asmeņus vai rotorus, saspiež ieplūdes gaisu, ar varu to piegādā motora cilindriem. Starp citu, kompresora darbības ātrums ir daudzkārt lielāks nekā iekšdedzes dzinēja kloķvārpstas ātrums. Kompresora radītais spiediens var būt iekšējs (izveidots pašā iekārtā) un ārējs (spiediens tiek izveidots izlādes līnijā).

Mehāniskā spiediena samazināšanas ierīce

Tipiska ventilatora piedziņas sistēma sastāv no sekojošās:

• tieši kompresors;
• droseļvārsts;
• apvedceļa vārsts ar amortizatoru;
• gaisa filtrs;
• spiediena mērītājs;
• ieplūdes kolektora temperatūras sensors un absolūtā spiediena sensors.

Starp citu, kompresoriem, kuru darba spiediens nepārsniedz 0,5 bārus, starpdzesētāja uzstādīšana nav nepieciešama - pietiek ar standarta dzesēšanas sistēmas uzlabošanu un aukstuma ieplūdes nodrošināšanu konstrukcijā.

Gaisa pūtēju kontrolē droseļvārsta stāvoklis. Kad motors darbojas tukšgaitā, ieplūdes sistēmā pastāv pārspiediena iespējamība, kas drīz novedīs pie kompresora darbības traucējumiem, tāpēc šeit ir paredzēts apvedceļa amortizators. Daļa šī gaisa atkal ieplūst kompresorā.

Ja sistēma ir aprīkota ar starpdzesētāju, tad gaisa saspiešanas pakāpe būs augstāka, jo tā temperatūra samazināsies par 10-15 grādiem. Jo zemāka ieplūdes gaisa temperatūra, jo labāk notiek sadegšanas process, tiek izslēgta detonācijas rašanās, dzinējs strādās stabilāk. 

Mehāniskās spiediena piedziņas veidi

Mehāniskā kompresora lietošanas gadu desmitos automašīnu ražotāji ir izmantojuši dažādus piedziņas veidus, proti:

• tiešā piedziņa - tieši no stingras saķeres ar kloķvārpstas atloku;
• josta. Visizplatītākais veids. Var izmantot piesprādzētas jostas, gludas jostas un rievotas jostas. Piedziņa tiek atzīmēta ar ātru jostas nodilumu, kā arī slīdēšanas varbūtību, it īpaši aukstā motorā;
• ķēde - līdzīga jostai, bet tai ir paaugstināts troksnis;
• pārnesums - ir arī pārmērīgs troksnis un lieli konstrukcijas izmēri.

Centrbēdzes kompresors

Mehānisko kompresoru veidi

Katram pūtēju tipam ir individuāls veiktspējas īpašums, un ir trīs veidu veidi:

• centrbēdzes kompresors. Visizplatītākais veids, kas izskatās ļoti līdzīgs izplūdes gāzu turbokompresoram (gliemežam). Tajā tiek izmantots lāpstiņritenis, kura griešanās ātrums sasniedz 60 000 apgr./min. Kompresora centrālajā daļā gaiss ieplūst lielā ātrumā un zemā spiedienā, un pie izejas attēls ir apgriezts - gaiss tiek piegādāts cilindriem ar augstu spiedienu, bet ar mazu ātrumu. Mūsdienu automašīnās šāda veida kompresoru izmanto kopā ar turbokompresoru, lai izvairītos no turbo lag. Zemā ātrumā un īslaicīgos apstākļos piedziņas “gliemezis” stabili piegādās saspiestu gaisu;
• skrūve. Galvenie konstrukcijas elementi ir divas paralēli uzstādītas koniskas skrūves (skrūves). Gaiss, kas nonāk kompresorā, vispirms iziet cauri platajai daļai, pēc tam tas tiek saspiests, griežot divas skrūves, kas pagriežas uz iekšu. Tos galvenokārt uzstāda uz dārgām automašīnām, un paša šāda kompresora cena ir ievērojama - to ietekmē dizaina sarežģītība un efektivitāte;
• izciļņa (Saknes). Tas ir viens no pirmajiem mehāniskajiem kompresoriem, kas uzstādīts automobiļu motoros. Saknes ir rotoru pāris ar sarežģītu profila daļu. Darbības laikā gaiss pārvietojas starp izciļņiem un korpusa sienu, tādējādi saspiežoties. Galvenais trūkums ir pārmērīgas spiediena veidošanās, tādēļ konstrukcija paredz elektromagnētisko sajūgu kompresora vai apvedvārsta vadībai.

Skrūves kompresors

Mehāniskos kompresorus var atrast pazīstamu ražotāju mašīnās: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac un citi. Tie ir uzstādīti uz liela apjoma motoriem vai nelielā automašīnā kopā ar turbīnu, ko darbina gāzes enerģija.

Kompresora saknes

Mehāniskās kompresora ķēdes priekšrocības un trūkumi

Kas attiecas uz trūkumiem:

• kompresora vadīšana, izmantojot piedziņu no kloķvārpstas, tādējādi kompresors atņem daļu jaudas, kaut arī to veiksmīgi kompensē;
• augsts trokšņa līmenis, īpaši vidējā un lielā ātrumā;
• pie nominālā spiediena virs 5 bāriem ir jāmaina motora konstrukcija (jāuzstāda spēcīgi virzuļi ar savienojošajiem stieņiem, jāsamazina saspiešanas pakāpe, uzstādot biezu cilindra galvas blīvi, jāuzstāda starpdzesētājs);
• nestandarta centrbēdzes kompresoru slikta kvalitāte.

Pēc būtības:

• stabils griezes moments jau no tukšgaitas apgriezieniem;
• spēja vadīt automašīnu, bez nepieciešamības palielināt dzinēja apgriezienu skaitu virs vidējā;
• stabils darbs lielā ātrumā;
• salīdzinot ar turbokompresoru, pūtēji ir lētāki un vieglāk kopjami, un nav nepieciešams pārveidot eļļas sistēmu, lai kompresoram piegādātu eļļu.

Jautājumi un atbildes:

Kā darbojas mehāniskais pūtējs? Pūtēja korpusam ir difuzors. Kad lāpstiņritenis griežas, gaiss tiek iesūkts un virzīts uz difuzoru. No turienes tas nonāk dobumā, kas patērē šo gaisu.

Kam ir paredzēts mehāniskais pūtējs un kā tas darbojas? Šī mehāniskā iekārta saspiež gāzi, to neatdzesējot. Atkarībā no pūtēja veida (gāzes savākšanas mehānisma konstrukcijas) tas spēj radīt gāzes spiedienu virs 15 kPa.

Kādi tur pūtēji? Visizplatītākie pūtēji ir centrbēdzes. Ir arī skrūve, izciļņa un rotējošais virzulis. Katram no tiem ir savas darba īpatnības un radītais spiediens.