Ventiladores mecánicos. Qué son
Contido
No proceso de produción de automóbiles, os enxeñeiros pensan non só na introdución de tecnoloxía de punta, aspecto moderno e seguridade de primeira clase. Hoxe, os motores de combustión interna dos automóbiles intentan facer menos e obter máis eficiencia. A introdución dun sobrealimentador mecánico é unha desas formas: "espremer" o máximo, mesmo desde un pequeno motor de 3 cilindros.
Que é un compresor mecánico, como está disposto e funciona, cales son as súas vantaxes e inconvenientes - imos falar sobre isto máis tarde.
Que é un sobrealimentador mecánico
Un soplador mecánico é un dispositivo que subministra forzosamente aire a alta presión para aumentar a masa da mestura combustible-aire. O compresor é accionado pola rotación da polea do cigüeñal, por regra xeral, o dispositivo comunícase a través dunha cinta. A compresión forzada de aire mediante un turbocompresor mecánico proporciona un 30-50% adicional da potencia nominal (sen compresor).
Como funciona a presurización mecánica
Independentemente do tipo de deseño, todos os sopladores están deseñados para comprimir o aire. O compresor de accionamento comeza a funcionar en canto arrinca o motor. O cigüeñal, a través dunha polea, transmite o par ao compresor e que, á súa vez, ao xirar as pas ou rotores, comprime o aire de admisión, subministrao á forza aos cilindros do motor. Por certo, a velocidade de funcionamento do compresor é moitas veces maior que a velocidade do cigüeñal do motor de combustión interna. A presión creada polo compresor pode ser interna (creada na propia unidade) e externa (a presión créase na liña de descarga).
Dispositivo de presurización mecánica
Un sistema de accionamento por soplador típico consiste no seguinte:
- directamente o compresor;
- válvula de aceleración;
- válvula de derivación con amortiguador;
- filtro de aire;
- medidor de presión;
- un sensor de temperatura do colector de admisión e un sensor de presión absoluta.
Por certo, para os compresores cuxa presión de funcionamento non supera os 0,5 bar, non é necesaria a instalación dun intercooler; é suficiente para mellorar o sistema de refrixeración estándar e proporcionar unha entrada de frío no deseño.
O soplador de aire está controlado pola posición do acelerador. Cando o motor está a ralentí, existe a posibilidade de sobrepresión no sistema de admisión, o que en breve provocará un mal funcionamento do compresor, polo que aquí se ofrece unha válvula de derivación. Parte deste aire regresa ao compresor.
Se o sistema está equipado cun intercooler, o grao de compresión do aire será maior debido a unha diminución da súa temperatura en 10-15 graos. Canto máis baixa sexa a temperatura do aire de admisión, mellor será o proceso de combustión, exclúese a aparición de detonación, o motor funcionará de forma máis estable.
Tipos de accións de presurización mecánica
Durante décadas empregando un compresor mecánico, os fabricantes de automóbiles usaron varios tipos de accionamentos, a saber:
- accionamento directo - directamente desde a conexión ríxida coa brida do cigüeñal;
- cinto. O tipo máis común. Pódense empregar cintos dentados, cintos lisos e cintas nervadas. O accionamento nótase cun desgaste rápido da correa, así como a probabilidade de esvarar, especialmente nun motor frío;
- cadea - semellante a un cinto, pero ten a desvantaxe de aumentar o ruído;
- engrenaxe - tamén hai ruído excesivo e grandes dimensións da estrutura.
Tipos de compresores mecánicos
Cada un dos tipos de ventiladores ten unha propiedade de rendemento individual e hai tres tipos deles:
- compresor centrífugo. O tipo máis común, que se parece moito a un turbocompresor de gases de escape (caracol). Utiliza un impulsor, cuxa velocidade de rotación alcanza as 60 rpm. O aire entra na parte central do compresor a alta velocidade e baixa presión, e na saída a imaxe invírtese: o aire entrégase aos cilindros a alta presión, pero a baixa velocidade. Nos coches modernos, este tipo de sobrealimentador utilízase xunto cun turbocompresor para evitar o retraso do turbo. A baixas velocidades e condicións transitorias, o "caracol" da unidade subministrará aire comprimido de forma estable;
- parafuso. Os principais elementos estruturais son dous parafusos cónicos (parafusos) instalados en paralelo. O aire, que entra no compresor, pasa primeiro pola parte ancha, despois comprime debido á rotación de dous parafusos que xiran cara a dentro. Están instalados principalmente en coches caros e o prezo deste compresor é considerable: a complexidade do deseño e a eficiencia afectan;
- cam (Raíces). É un dos primeiros sobrealimentadores mecánicos en instalarse en motores automotivos. As raíces son un par de rotores cunha sección de perfil complexa. Durante o funcionamento, o aire móvese entre as levas e a parede da carcasa, comprimíndose así. A principal desvantaxe é a formación de exceso de presurización, polo tanto, o deseño prevé un embrague electromagnético para controlar o compresor ou unha válvula de derivación.
Os compresores mecánicos pódense atopar en coches de fabricantes coñecidos: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac e outros. Instálanse en motores de gran volume ou nun coche pequeno en tándem cunha turbina alimentada por enerxía de gas.
Vantaxes e desvantaxes dun circuíto de sobrealimentación mecánica
En canto ás desvantaxes:
- accionando o compresor mediante un accionamento desde o cigüeñal, o sobrealimentador elimina parte da enerxía, aínda que a compensa con éxito;
- alto nivel de ruído, especialmente a velocidades medias e altas;
- a unha presión nominal superior a 5 bar, é necesario cambiar o deseño do motor (instalar pistóns fortes con bielas, reducir a relación de compresión instalando unha xunta de cabeza grosa, montar un intercooler);
- mala calidade dos compresores centrífugos non estándar.
Sobre o fondo:
- par estable xa desde o ralentí;
- a capacidade de manexar o coche sen necesidade de gañar a velocidade do motor por encima da media;
- traballo estable a alta velocidade;
- en relación a un turbocompresor, os soplantes son máis baratos e máis fáciles de manter e non é necesario redeseñar o sistema de aceite para subministrar aceite ao compresor.
Preguntas e respostas:
Como funciona un soplador mecánico? A carcasa do ventilador ten un difusor. Cando o impulsor xira, o aire é aspirado e dirixido cara ao difusor. Dende alí, entra na cavidade que consume este aire.
Para que serve un soplador mecánico e como funciona? Esta unidade mecánica comprime o gas sen arrefrialo. Dependendo do tipo de ventilador (o deseño do mecanismo de recollida de gas), é capaz de crear unha presión de gas superior a 15 kPa.
Que tipo de sopladores hai? Os sopladores máis comúns son os centrífugos. Tamén hai parafuso, leva e pistón rotativo. Cada un deles ten as súas propias peculiaridades de traballo e a presión xerada.
