Нагнетатели
При рассмотрении конструкции гоночных двигателей указывалось, что основным способом повышения мощности двигателя является увеличение наполнения цилиндров горючей смесью. Наиболее эффективным способом увеличения наполнения является применение нагнетателей (компрессоров).
В быстроходных автомобильных двигателях без нагнетателей при оборотах, соответствующих максимальной мощности, коэффициент наполнения цилиндров горючей смесью равен 0,7 — 0,75. Дальнейшее увеличение числа оборотов приводит к еще большему уменьшению коэффициента наполнения, в результате чего мощность двигателя начинает падать.
Это уменьшение коэффициента наполнения вызывает перегиб скоростной характеристики двигателя, происходящий у большинства форсированных двигателей без нагнетателей при 5500—6000 об/мин.
Подача смеси под давлением с помощью нагнетателя позволяет повысить наполнение цилиндров горючей смесью (ηv > 1), увеличивает мощность и смещает ее максимум в сторону большего числа оборотов.
На рис. 63 показаны кривые эффективной мощности автомобильного двигателя при работе с нагнетателем и без него.
 Рис. 63. Кривые мощности автомобильного двигателя: |
Для автомобильных гоночных двигателей применяются два основных вида нагнетателей: центробежный и объемный.
На рис. 64 представлена схема центробежного нагнетателя, подающего воздух под давлением к карбюратору.
 Рис. 64. Схема центробежного нагнетателя |
Нагнетатель имеет рабочее колесо с лопатками (крыльчатку), при вращении которого воздух поступает на лопатки около оси вращения и отбрасывается центробежной силой к периферии, проходя по кольцевому каналу в направлении к выходному патрубку, при этом давление воздуха повышается в зависимости от числа оборотов крыльчатки.
Центробежные нагнетатели могут обеспечить высокую производительность и давление только при весьма большом числе оборотов (около 20 000 об/мин). С уменьшением числа оборотов производительность центробежного нагнетателя резко уменьшается. Поэтому центробежные нагнетатели применяют только у весьма высокооборотных двигателей, устанавливаемых обычно на рекордно-гоночных автомобилях.
Преимуществом центробежного нагнетателя является высокий к. п. д. при работе с большим числом оборотов.
В объемных нагнетателях повышается давление воздуха путем уменьшения его объема при вращении ротора нагнетателя.
Существует два типа объемных нагнетателей: с одним и с двумя роторами. Нагнетатели с одним ротором обычно называются коловратными.
 Рис. 65. Схема объемного нагнетателя с одним ротором (коловратного) |
Схема такого нагнетателя показана на рис. 65. В корпусе 1 вращается эксцентрично расположенный ротор 2; лопатки 6 ротора установлены в радиальных прорезах 8 и при вращении ротора под действием центробежной силы прижимаются к барабану 4. В некоторых конструкциях барабан вращается в корпусе. При этом барабан получает вращение от вала через лопатки и движется вместе с ними, что уменьшает износ лопаток. Уменьшение объема отсеков между лопатками увеличивает давление воздуха, который через окна 5 в барабане поступает в выходной патрубок. На рис. 66 представлен поперечный разрез коловратного нагнетателя конструкции ЦКБ мотоциклетной промышленности.
 Рис. 66. Поперечный разрез коловратного нагнетателя конструкции ЦКБ мотоциклетной промышленности |
Схема объемного нагнетателя с двумя роторами представлена на рис. 67. Два ротора циклоидальной формы вращаются в противоположные стороны в общем корпусе; воздух, поступающий из входного нижнего патрубка, попадает в пространство между стенками корпуса и лопастями роторов и подается последними в направлении, указанном стрелками. Когда лопасти обоих роторов сходятся, объем между ними уменьшается и сжатая горючая смесь поступает в выходной верхний патрубок. Между лопастями роторов, а также между лопастями и стенками корпуса имеется небольшой зазор (0,10—0,15 мм). Роторы имеют одинаковое число оборотов и приводятся в действие зубчатой передачей.
Объемные нагнетатели с двумя роторами дают относительно небольшое давление наддува (1,5—1,7 ата), но позволяют получить достаточное давление наддува при малых и средних оборотах коленчатого вала двигателя (т. е, сохраняют большую стабильность давления), что обеспечивает автомобилю хорошую приемистость. Недостатков их является резкое возрастание затрат мощности при большом числе оборотов на привод самого нагнетателя.
 Рис. 67. Схема объемного нагнетателя с двумя роторами |
Нагнетатели с двумя роторами применяются главным образам на дорожно-гоночных автомобилях, участвующих в соревнованиях на большие дистанции с частым изменением режима движения, когда от автомобиля требуется наилучшая приемистость.
Для большинства рекордно-гоночных автомобилей применяют коловратные нагнетатели, обеспечивающие получение высокого давления наддува, дающие относительно высокий к. п. д. на больших оборотах и отличающиеся простотой конструкции.
| ← Предыдущая страница | оглавление | Следующая страница → |
