Турбокомпрессоры и нагнетатели для ДВС
Системы наддува, сжимающие воздух, подаваемый в камеру сгорания двигателя, и увеличивающие массу этого воздуха, позволяют повысить мощность двигателя при данных рабочем объеме и частоте вращения коленчатого вала.
Нагнетатели, приводимые волновым давлением газа
Нагнетатели этого типа используют для своей работы волны давления для передачи энергии отработавших газов к воздуху на впуске. Этот энергообмен имеет место внутри секций ротора (колесо секционного типа). Ротор приводится от двигателя посредством ременной передачи для синхронизации и поддержания процесса энергообмена.
Внутри ротора процесс энергообмена происходит при скоростях, равных скорости звука. Он зависит от температуры отработавших газов и крутящего момента двигателя, но не зависит от частоты вращения коленчатого вала. Процесс эффективен только на одном рабочем режиме при условии, что между двигателем и нагнетателем установлена ускоряющая передача с постоянным передаточным отношением. Для устранения этого недостатка в передней части кожухов размещают специальные «карманы», позволяющие получить высокую производительность нагнетателя и оптимальную кривую наддува в относительно широком диапазоне рабочих режимов.
Обмен энергией между газами и воздухом внутри ротора обеспечивает быстрое реагирование такого нагнетателя на изменения потребности двигателя в количестве надувочного воздуха.
В нагнетателе, приводимом в действие за счет волны давления газов, ротор связан с коленчатым валом двигателя посредством ременной передачи. Для снижения шума стенки секций ротора располагаются по его окружности неравномерно. Ротор вращается внутри цилиндрического кожуха, а магистрали для подачи наружного воздуха и отработавших газов от двигателя располагаются у соответствующих торцов кожуха. К одному торцу кожуха подводится под небольшим давлением атмосферный воздух и отводится под большим давлением надувочный воздух, а к другому торцу подводятся отработавшие газы от двигателя под большим давлением и отводятся эти же газы, но уже преобразопреобразовавшие свою энергию в давление воздуха в секциях ротора.
Диаграммы расхода газа и его состояния иллюстрируют процесс, происходящий в нагнетателе Comprex при полной нагрузке и средней частоте вращения коленчатого вала. Путем развертывания проекции ротора и кожуха на плоскость можно представить вращательное движение ротора в виде поступательного. Диаграмма состояния содержит пограничные кривые для всех 4-х окон в кожухе ротора в соответствии с местом их расположения.
Ротор в нагнетателе имеет постоянную смазку, а подшипник ротора расположен со стороны подвода и отвода воздуха. Кожух для воздуха изготовлен из алюминия, а кожух для газа - из материала NiResist. Интегральный управляющий механизм позволяет регулировать давление наддува в соответствии с потребностями.
