المنافيخ الميكانيكية. ماذا يكون
محتوى
في عملية إنتاج السيارات ، لا يفكر المهندسون فقط في إدخال أحدث التقنيات والمظهر الحديث والسلامة من الدرجة الأولى. اليوم ، تحاول محركات الاحتراق الداخلي للسيارات أن تفعل أقل وأن تحصل على كفاءة أكبر. يعد إدخال شاحن ميكانيكي فائق إحدى تلك الطرق - "للضغط" إلى أقصى حد ، حتى من محرك صغير مكون من 3 أسطوانات.
ما هو الضاغط الميكانيكي وكيف يتم ترتيبه وعمله وما هي مميزاته وعيوبه - لنتحدث عن هذا لاحقًا.
ما هو الشحان الميكانيكي
المنفاخ الميكانيكي هو جهاز ينقل الهواء بالقوة تحت ضغط عالٍ لزيادة كتلة خليط الوقود والهواء. يتم تشغيل الضاغط عن طريق دوران بكرة العمود المرفقي ، وكقاعدة عامة ، يتم توصيل الجهاز من خلال حزام. يوفر ضغط الهواء القسري باستخدام شاحن توربيني ميكانيكي 30-50٪ إضافية من الطاقة المقدرة (بدون ضاغط).
مبدأ تشغيل الضغط الميكانيكي
بغض النظر عن نوع التصميم ، فإن جميع المنافيخ مصممة لضغط الهواء. يبدأ ضاغط المحرك بالعمل بمجرد بدء تشغيل المحرك. ينقل العمود المرفقي ، من خلال بكرة ، عزم الدوران إلى الضاغط ، وهذا بدوره ، عن طريق تدوير الشفرات أو الدوارات ، يضغط هواء السحب ، ويغذيه بالقوة في أسطوانات المحرك. بالمناسبة ، سرعة تشغيل الضاغط أعلى بعدة مرات من سرعة العمود المرفقي لمحرك الاحتراق الداخلي. يمكن أن يكون الضغط الناتج عن الضاغط داخليًا (تم إنشاؤه في الوحدة نفسها) وخارجيًا (يتم إنشاء الضغط في خط التفريغ).
جهاز الضغط الميكانيكي
يتكون نظام محرك المنفاخ القياسي من العناصر التالية:
- مباشرة الضاغط
- صمام التحكم؛
- صمام جانبي مع المثبط
- مرشح الهواء؛
- مقياس الضغط؛
- مستشعر درجة حرارة الهواء المتشعب ومستشعر الضغط المطلق.
بالمناسبة ، بالنسبة للضواغط التي لا يتجاوز ضغط تشغيلها 0,5 بار ، لا يلزم تركيب مبرد داخلي - يكفي تحسين نظام التبريد القياسي وتوفير مدخل بارد في التصميم.
يتم التحكم في منفاخ الهواء من خلال موضع الخانق. عندما يكون المحرك في وضع الخمول ، هناك احتمال للضغط الزائد في نظام السحب ، والذي سيؤدي قريبًا إلى عطل في الضاغط ، لذلك يتم توفير مخمد تجاوز هنا. يتدفق بعض هذا الهواء إلى الضاغط.
إذا كان النظام مزودًا بمبرد داخلي ، فستكون درجة ضغط الهواء أعلى بسبب انخفاض درجة حرارته بمقدار 10-15 درجة. كلما انخفضت درجة حرارة الهواء الداخل ، كانت عملية الاحتراق أفضل ، وتم استبعاد حدوث التفجير ، وسيعمل المحرك بثبات أكبر.
أنواع محركات الضغط الميكانيكي
على مدى عقود من استخدام الضاغط الميكانيكي ، استخدم مصنعو السيارات أنواعًا مختلفة من المحركات ، وهي:
- القيادة المباشرة - مباشرة من الارتباط الصلب بشفة العمود المرفقي ؛
- حزام. النوع الأكثر شيوعًا. يمكن استخدام الأحزمة المسننة والأحزمة الملساء والأحزمة المضلعة. يُلاحظ المحرك مع تآكل الحزام السريع ، فضلاً عن احتمال الانزلاق ، خاصةً على المحرك البارد ؛
- سلسلة - تشبه الحزام ، ولكن لها عيوب زيادة الضوضاء ؛
- العتاد - هناك أيضًا ضوضاء مفرطة وأبعاد كبيرة للهيكل.
أنواع الضواغط الميكانيكية
لكل نوع من أنواع المنافيخ خاصية الأداء الفردي ، وهناك ثلاثة أنواع منها:
- ضاغط الطرد المركزي. النوع الأكثر شيوعًا ، والذي يشبه إلى حد بعيد الشاحن التوربيني لغاز العادم (الحلزون). إنها تستخدم المكره ، سرعة الدوران التي تصل إلى 60 دورة في الدقيقة. يدخل الهواء إلى الجزء المركزي من الضاغط بسرعة عالية وضغط منخفض ، وعند المخرج تنعكس الصورة - يتم تزويد الهواء إلى الأسطوانات بضغط عالٍ ، ولكن بسرعة منخفضة. في السيارات الحديثة ، يتم استخدام هذا النوع من الشاحن التوربيني مع شاحن توربيني لتجنب التأخر التوربيني. في السرعات المنخفضة والظروف العابرة ، سيوفر محرك "الحلزون" الهواء المضغوط بشكل مستقر ؛
- أفسد. العناصر الهيكلية الرئيسية هي نوعان من البراغي المخروطية (براغي) مثبتة بالتوازي. يمر الهواء ، الذي يدخل إلى الضاغط ، أولاً عبر الجزء العريض ، ثم يتم ضغطه بسبب دوران اثنين من البراغي التي تدور إلى الداخل. يتم تثبيتها بشكل أساسي على السيارات باهظة الثمن ، وسعر هذا الضاغط نفسه كبير - يؤثر تعقيد التصميم والكفاءة ؛
- كام (الجذور). إنه أحد أول الشواحن الميكانيكية التي يتم تركيبها على محركات السيارات. الجذور عبارة عن زوج من الدوارات مع قسم جانبي معقد. أثناء التشغيل ، يتحرك الهواء بين الكامات وجدار السكن ، وبالتالي ينضغط. العيب الرئيسي هو تكوين ضغط زائد ، لذلك يوفر التصميم قابض كهرومغناطيسي للتحكم في الضاغط ، أو صمام جانبي.
يمكن العثور على الضواغط الميكانيكية في آلات الشركات المصنعة المعروفة: Audi و Mercedes-Benz و Cadillac وغيرها. يتم تثبيتها على محركات كبيرة الحجم ، أو في سيارة صغيرة جنبًا إلى جنب مع توربين يعمل بالطاقة الغازية.
مزايا وعيوب دارة الشاحن الميكانيكي
أما عن العيوب:
- قيادة الضاغط عن طريق محرك من العمود المرفقي ، وبالتالي فإن الشاحن الفائق يأخذ جزءًا من الطاقة ، على الرغم من أنه يعوض عنها بنجاح ؛
- مستوى ضوضاء مرتفع ، خاصة عند السرعات المتوسطة والعالية ؛
- عند الضغط الاسمي الذي يزيد عن 5 بار ، من الضروري تغيير تصميم المحرك (تثبيت مكابس قوية مع قضبان التوصيل ، وتقليل نسبة الضغط عن طريق تركيب حشية رأس أسطوانة سميكة ، وتثبيت مبرد داخلي) ؛
- نوعية رديئة من ضواغط الطرد المركزي غير القياسية.
على مزايا:
- عزم دوران مستقر بالفعل من الخمول ؛
- القدرة على تشغيل السيارة دون الحاجة إلى زيادة سرعة المحرك فوق المتوسط ؛
- عمل مستقر بسرعة عالية ؛
- بالنسبة للشاحن التوربيني ، تكون المنافيخ أرخص وأسهل في الصيانة ، ولا داعي لإعادة تصميم نظام الزيت لتزويد الضاغط بالزيت.
أسئلة وأجوبة:
كيف يعمل المنفاخ الميكانيكي؟ يحتوي غلاف المنفاخ على ناشر. أثناء دوران المكره ، يتم امتصاص الهواء وتوجيهه نحو الناشر. ومن هناك يدخل التجويف الذي يستهلك هذا الهواء.
ما المقصود بالمنفاخ الميكانيكي وكيف يعمل؟ تقوم هذه الوحدة الميكانيكية بضغط الغاز دون تبريده. اعتمادًا على نوع المنفاخ (تصميم آلية تجميع الغاز) ، يمكنه إنشاء ضغط غاز أعلى من 15 كيلو باسكال.
أي نوع من المخبرين هناك؟ أكثر المخبرين شيوعًا هي الطرد المركزي. يوجد أيضًا مكبس لولبي وكامة ومكبس دوار. كل واحد منهم لديه خصائصه الخاصة في العمل والضغط المتولد.
