Doładowanie typu odśrodkowego
Doładowanie odśrodkowe to wyspecjalizowany typ doładowania , który wykorzystuje siłę odśrodkową w celu zwiększenia ciśnienia powietrza w kolektorze, MAP. Zwiększony MAP pozwala silnikowi spalić więcej paliwa, co skutkuje zwiększoną mocą wyjściową. Odśrodkowe sprężarki doładowujące są zwykle mocowane z przodu silnika za pomocą napędu pasowego lub zębatego z wału korbowego silnika.
Rodzaje sprężarek odśrodkowych
Odśrodkowa sprężarka doładowująca jest używana w wielu zastosowaniach, w tym między innymi w motoryzacji, ciężarówkach, marynarce, samolotach, motocyklach i UTV. Spośród tych zastosowań są one najczęściej wykorzystywane do zwiększania mocy w pojazdach ulicznych i zastosowaniach wyścigowych. Podczas gdy pierwsza praktyczna sprężarka odśrodkowa została zaprojektowana w 1899 r., Odśrodkowe sprężarki doładowujące ewoluowały podczas II wojny światowej wraz z ich zastosowaniem w samolotach, gdzie często były łączone ze swoim odpowiednikiem napędzanym spalinami, turbosprężarką . Termin ten odnosi się do faktu, że turbosprężarki są specyficznym typem sprężarki odśrodkowej, napędzanej przez turbinę.
Ostatnio [ kiedy? ] , sprężarki odśrodkowe stały się bardzo popularne w dzisiejszym świecie motoryzacji. Sprężarki doładowujące są czasami instalowane jako oryginalne wyposażenie niektórych produkowanych obecnie pojazdów. Doładowanie odśrodkowe to wydajny, kompaktowy i przyjazny dla chłodnic międzystopniowych sposób zwiększania mocy zarówno silników benzynowych, jak i wysokoprężnych w szerokiej gamie jednostek pływających, lądowych i samolotów.
Doładowania samochodowe
Sprężarki odśrodkowe stały się popularne na rynku wtórnym jako przykręcany dodatek poprawiający osiągi. Z założenia sprężarki odśrodkowe umożliwiają łatwą integrację chłodzenia międzystopniowego powietrze-powietrze lub powietrze-woda. Kilka firm buduje sprężarki odśrodkowe, a także oferuje je jako kompletne systemy, które mogą być z łatwością instalowane przez mechanika lub entuzjastę motoryzacji w domu.
Doładowania samolotów
Ponieważ ciśnienie powietrza spada wraz z wysokością, sprężanie powietrza pomaga utrzymać moc silnika podczas wznoszenia się samolotu.
Standardowa funkcjonalność
składniki
Cztery główne elementy sprężarki odśrodkowej to spirala (obudowa sprężarki), dyfuzor, wirnik i przekładnia. Woluty są zwykle odlewane w formie z aluminium, a nie z innych metali ze względu na połączenie wytrzymałości, wagi i odporności na korozję. Następnie spirale są precyzyjnie obrabiane, aby pasowały do konstrukcji wirnika. Wirniki są projektowane w wielu konfiguracjach, a równanie pompy i turbiny Eulera odgrywa ważną rolę w zrozumieniu działania wirnika. Wirniki są często formowane przez odlewanie metali w formie, a następnie obrabiane, przy czym wirniki najwyższej jakości są obrabiane z litego kęsa.
Przekładnia zapewnia stopniowe przełożenie z wału wejściowego (napędzanego z wału korbowego silnika) do wału wyjściowego, do którego przymocowany jest wirnik (często zdarza się, że prędkość wirnika odśrodkowego doładowania przekracza 100 000 obrotów na minutę). Podstawowymi elementami przekładni odśrodkowej napędu zębatego są wały, koła zębate, łożyska i uszczelnienia. Ze względu na wysokie prędkości i obciążenia, jakie musi wytrzymać przekładnia, komponenty są obrabiane, szlifowane i montowane z bardzo wąskimi tolerancjami.
Proces
Odśrodkowa sprężarka doładowująca czerpie swoją moc z ruchu napędu, do którego jest przymocowana. W tym momencie doładowanie napędza wirnik – lub małe obracające się koło. Wirnik zasysa powietrze do małej obudowy sprężarki (zwojnej), a siła odśrodkowa wysyła powietrze do dyfuzora. Rezultatem jest powietrze, które jest pod wysokim ciśnieniem, ale porusza się z małą prędkością. Powietrze o wysokim ciśnieniu i niskiej prędkości jest następnie podawane do silnika, gdzie dodatkowe ciśnienie daje silnikowi zdolność spalania większej ilości paliwa i wyższego poziomu spalania. Skutkuje to szybszym, bardziej responsywnym pojazdem dzięki większej wydajności objętościowej silnika.
Zastosowania w sprężarkach odśrodkowych
Osobiste/rekreacyjne
Poza zastosowaniem w samolotach, które przyczyniło się do wielu ulepszeń w konstrukcji odśrodkowej, bardziej powszechne zastosowanie odśrodkowej sprężarki doładowującej było mocno skoncentrowane na motoryzacyjnym rynku wtórnym.
Ulepszenia w konstrukcji i technologii obróbki pozwoliły na znaczny postęp w wydajności sprężarki, a także konstrukcji łożysk i uszczelnień. Jako niezawodna, bezpieczna i niedroga (dolar za moc) opcja zwiększająca osiągi samochodów, ciężarówek, łodzi, motocykli i UTV, doładowanie odśrodkowe stało się realną opcją dla entuzjastów wydajności w różnych zastosowaniach. Ze względu na łatwość instalacji oraz fakt, że wiele systemów wykorzystuje zintegrowane chłodzenie międzystopniowe, doładowanie odśrodkowe nadal zyskuje popularność w branży wyczynowej.
Handlowy
Technologia doładowania odśrodkowego znalazła również zastosowanie w przemyśle. W wielu gałęziach przemysłu transport pneumatyczny jest obecnie preferowaną metodą przenoszenia produktów lub mediów w obiekcie. Tradycyjnie jedynym źródłem przepływu powietrza o takiej objętości była Roots . Ze względu na wydajną konstrukcję technologia odśrodkowa jest obecnie stosowana, ponieważ zapewnia znaczne oszczędności energii, niższe temperatury powietrza wylotowego i cichszą pracę.
Zalety sprężarek odśrodkowych
Wydajność
Napędzane silnikiem doładowania odśrodkowe są gorsze od doładowań typu Rootsa pod względem budowania niskiego momentu obrotowego w zakresie obrotów, ale lepsze od doładowań typu Rootsa pod względem sprawności termodynamicznej (mniej ciepła jest wytwarzane podczas sprężania powietrza).
Sprawność adiabatyczna
Ponieważ sprężarki odśrodkowe wykorzystują siły odśrodkowe do sprężania powietrza, oferują wyższą wydajność niż konstrukcje wyporowe, zarówno pod względem zużycia energii, jak i produkcji ciepła. „Być może najprostsza ze wszystkich doładowań, odśrodkowa może być również najbardziej wydajna termicznie”. Strona sprężarki turbosprężarek jest również konstrukcją odśrodkową i charakteryzuje się również wysoką sprawnością.
Minimalna wymiana ciepła
Odśrodkowe sprężarki doładowujące są zwykle montowane z boku z przodu silnika. Oddalenie sprężarki od silnika za pomocą wspornika montażowego znacznie zmniejsza przenoszenie ciepła z silnika do sprężarki podczas pracy. Dla porównania, dmuchawa dwuśrubowa lub dmuchawa korzeniowa, która jest zagnieżdżona w środku (dolinie) silnika, będzie pochłaniać ciepło (wygrzewanie) podczas pracy z powodu przenoszenia ciepła z bloku silnika i głowic. Podwyższony poziom temperatury w sprężarce doładowującej ma bezpośredni wpływ na temperaturę powietrza wylotowego, które następnie dostaje się do silnika. Wyższe temperatury powietrza na wlocie do silnika skutkują mniejszym wzrostem mocy i zwiększonym prawdopodobieństwem uszkodzenia silnika w wyniku detonacji w cylindrach. Patrz także chłodzenie międzystopniowe (wzrost gęstości powietrza doładowującego).
Linki zewnętrzne
- HowStuffWorks „Doładowania odśrodkowe”. http://auto.howstuffworks.com/supercharger4.htm