Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Как устроен механический нагнетатель | АвтобурУм

27.10.2019, Просмотров: 1578

Механический компрессор представляет собой один из типов турбонаддува, который приводится в движение посредством приводного ремня от вращения коленчатого вала. Главная цель компрессора — обеспечить впуск воздуха под высоким давлением, явно превышающим атмосферное. Чаще всего, максимальный прирост в мощности, от механического нагнетателя, не превышает 50%, а в крутящем моменте — до 30%. Такие показатели основываются на том, компрессор отбирает часть мощности на обеспечение вращения.

Как работает компрессор

Механический компрессор работает таким образом, что при движении роторов, втягивает и сжимает воздух, который попадает в цилиндры. Главное отличие компрессор от обычной турбины в том, что в нашем случае сжатый воздух всасывается посредством разряжения, то есть за счет движения поршня вниз. При работе суперчарджера воздух моментально разогревается, а значит снижается его плотность. Для стабилизации плотности и температуры, сжатый воздух проходит через интеркулер.

Устройство механического нагнетателя

Одно из главных отличий механического компрессора том, что его привод ременной. Хотя существуют другие типы привода: шестеренчатый, непосредственный, цепной, посредством электромотора. Чаще всего именно ременной привод используется, в силу простоты обслуживания и дешевизны в производстве.

Все механические компрессоры делятся на несколько типов по конструкции нагнетателя. Из наиболее распространенных три вида:

  • кулачковый тип нагнетателя;
  • винтовой;
  • центробежный.
Кулачковый

Представляет собой самый первый тип наддува, применяемый в двигателях внутреннего сгорания с 1900 года. Конструктивно, внутри корпуса расположены два винта, которые могут иметь от трех кулачков, которые вращаются навстречу друг у другу. Расположены кулачки вдоль всего ротора так, чтобы зазор между параллельными кулачками составлял форму спирали. Для понимания конструкции представьте себе простейший масляный насос из двух шестерен.

Работает компрессор так: воздух захватывается кулачками, движется и сжимается между роторами. Давление наддува растет с геометрической прогрессией вровень с увеличением вращения коленвала.

Для того, чтобы исключить воздушные пробки, а также избыток нагнетаемого воздуха, в конструкции предусмотрена электромагнитная муфта, для отключения роторов, принцип работы как у привода компрессор кондиционера. Для сброса лишнего давления используется стравливающий клапан, при этом нагнетатель продолжает работать непрерывно.

К недостаткам такого нагнетателя относится большой вес узла, а также повышенный шум работы, сопровождаемый характерным свистом. Для уменьшения шума применяют резонаторы, демпферы, упрочняют корпус, но все это выливается в большой вес узла.

Винтовой тип

Такой тип представляет собой движение ротора-шнека. Чтобы понять форму вала, вспомните, как выглядит ротор мясорубки. Здесь же применяются два винта, на одном имеются выступы, на втором выемки. В результате вращающихся шнеков воздух нагнетается до высокого давления (0,5-0,6 Бар). Такой компрессор имеет внутреннее нагнетание, а из-за стоимости этого узла, он крайне редко применяется на автомобилях.

Центробежный

Такой тип нагнетателя один их самых доступных в цене и прост в установке. Кстати, для автомобилей ВАЗ существуют готовые комплекты таких компрессоров, где максимальное давление, заявленное производителем, может быть 0.6 бар, хотя по факту 0.45-0.5 бар.

По своей форме напоминает турбину, работающую от энергии газов. Здесь с одной стороны шкив под ремень, внутри корпуса ведущая и две ведомые шестерни, которые вращают лопасть, установленную на другой стороне до 50 000 оборотов в минуту. Принцип работы очень похож на обычную турбину, но здесь, при вращении шестерен, одна лопасть всасывает воздух, раскручивает и сжимает его принудительно.

Стоит отметить, что такие компрессоры имеют некоторые недостатки: ранний износ подшипников, сильный шум работы, сильная зависимость от вращения коленвала.

Что лучше: турбина или механический компрессор

С точки зрения самостоятельной установки турбокомпрессора, стоит учитывать следующие параметры:

  • какую мощность вы хотите получить на выходе;
  • какой бюджет готовы выделить на установку компрессора;
  • степень цели установки турбины.

Итак, механический компрессор можно установить для тех, кто хочет открыть для себя мир турбированных моторов. Почему именно механический:

  • можно приобрести б/у компрессор;
  • легкая установка, при условии заготовленного кронштейна;
  • возможно не требуется усиливать поршневую группу и разжимать мотор, если предполагаемое давление будет не более 0.3 бар;
  • простая установка, если приобрели готовый комплект;
  • цена более приемлема.

К недостаткам отнесу следующее:

  • компрессор состоит из многих деталей, которые изнашиваются;
  • работает шумно;
  • КПД низкий, к тому же отбирает мощность у двигателя для раскрутки;
  • надежность центробежного компрессора недостаточная.

Компрессор до сих пор устанавливается на новые автомобили, особенно на V-образные “восьмерки”, а также как дополнение к турбине, как на автомобилях VAG. Сравнивая достоинства и недостатки, установка механического нагнетателя является отличным способом повысить мощность до 50%, не теряя в ресурсе, а также с возможностью не дорабатывать мотор серьезно.

Системы принудительной подачи воздуха: Механические нагнетатели (Суперчарджеры)



В случае использования компрессора с механическим приводом (так называемые «объемные» компрессоры) необходимое давление воздуха получают благодаря механической связи между коленвалом двигателя и компрессором. Яркими примерами такого типа нагнетания воздуха является компрессор Рутса (Roots-type supercharger) и компрессор Лисхольма (Lysholm Screw Compressor). Вот их и рассмотрим подробнее.

Компрессор Рутса

Братья Филандер и Фрэнсис (Philander Roots) Марион Рутс (Francis Marion Roots) создали воздушный насос роторно-шестерного типа еще в 1859 году.
Нагнетатели Рутса снискали большую популярность благодаря простой и надежной конструкции. Фундаментальным элементом выступает пара роторов особой формы, объединенных механическими приводами с вращением в противоположные стороны. Между роторами и стенками корпуса присутствует небольшой зазор.

Основа этого метода состоит в том, что сжатие воздуха происходит на выходе из нагнетателя, а не внутри его, как в случае с турбонагнетателем на энергии отработанных газов. Воздух, попадая с воздушного фильтра, закручивается лопастями роторов, сжимается и вытесняется из камеры сжатия. А попадая в цилиндры увеличенная в объемах воздушно-топливная смесь, повышает тем самым производительность.

Достоинства

Неоспоримым достоинством компрессоров объемного типа это его тип привода. Вращаясь от коленвала, данный вид нагнетания воздуха вызывает практически мгновенный отклик педали акселератора, что благотворно сказывается на всем диапазоне оборотов двигателя. Поэтому можно сделать вывод, что характеристика всех механических нагнетателей линейная и напрямую зависит от количества оборотов двигателя.

Недостатки

Основным недостатком всех механических нагнетателей является температура, возникающая от вращения роторов и от турбулентности, которую вызывает воздух в процессе сжатия уже в нагнетательном трубопроводе. Именно по этой причине все без исключения нагнетатели объемного типа оснащаются интеркулерами.

 Интеркулер — это система радиаторного типа для охлаждения воздуха, сжатого турбокомпрессором.

Компрессор Лисхольма

Альф Джеймс Рудольф Лисхольм (Alf James Rudolf Lysholm) — шведский инженер, изобрел в 1935 году первый механический нагнетатель с внутренним сжатием.
Конструкция компрессора Лисхольма в каком-то смысле повторяет идею братьев Рутс. Однако, в отличие от последних, роторы, между собой имеют минимальный зазор. Форма роторов радиально симметрична, боковая асимметрия имеет взаимодополняемый профиль. Ведущий ротор обычно имеет выпуклую резьбу, соединен через зубчатую или ременную передачу с коленвалом двигателя. Ведомый ротор по структуре более разнородный (сложная нарезка с впадинами).

Благодаря асимметричности профиля роторов и малым зазорам при вращении образуется давление, которое увеличивается по мере прохождения к выходному коллектору. Внутреннее сжатие обеспечивает компрессору Лисхольма высокий КПД, и как следствие более компактные размеры и вес. Кроме того, этот вид объемных нагнетателей считается одним из самых тихих.

В России первый серийный винтовой компрессор сошел с конвейера в 1953 году. Выпущенный Конструкторским Бюро Ленинградского компрессорного завода (ныне ОАО «Компрессор») — «ЛКИ» (так назвали компрессор) имел производительность в 60 м3/мин при 10000 об/мин, создавая давление в 4 атмосферы!
Механические (или объемные) компрессоры широко распространены в среде легковых малолитражных автомобилей работающих на бензине, маслкарах, спорткарах, шоу-карах и хот родах.

Источники:

  • С.Б. Асташенко - "Турбокомпрессоры". Изд-во Автостиль, 2002г.
    
    Enciclopedia Universal Micronet. Цифровой формат (DVD), 2007.
    
    И.А. Сакун - "Винтовые компрессоры". Изд-во "Машиностроение", 1970г.

Механический компрессор

Механический нагнетатель: принцип работы, что дает.

Мы уже рассказывали, как с помощью интеркулера можно повысить мощность своего автомобиля, существуют еще конструкции используемые для повышения мощности – механические нагнетатели.

С помощью

механического нагнетателя можно не только повысить мощность двигателя примерно на 50 процентов, но и повысить давление в системе впускного тракта, крутящийся момент увеличить на 30 процентов. Но, надо заметить, что механический нагнетатель расходует ресурсы двигателя.

Механический нагнетатель приводом присоединяется к коленвалу двигателя, за, что и получил свое название.

Механический нагнетатель служит для:

  • втягивания воздуха,
  • сжимание воздуха,
  • нагнетение воздушного потока в систему впуска.

Для создания воздушного давления, механический нагнетатель крутится значительно быстрее двигателя, воздух нагревается при сжатии, соответственно давление и плотность становятся меньше, а охлаждает поток интеркулер (подробно об интеркулерах описано в предыдущей статье).

Для работы механические нагнетатели оснащены различными типами и видами приводов, самым востребованным считается прямой привод, для прикрепления механизма на фланец коленвала. Также используются разные виды ременных приводов, цепной вариант и зубчатая передача.

На сегоднящий день на автомобили ставятся три вида механических нагнетателей: центробежные, винтовые, кулачковые.

Механические нагнетатели – кулачковые.

Кулачковые нагнетатели (чаще называемые воздуходувками) появились раньше других типов нагнетателей. В основе их работы два вращающихся ротора , по длине, которых располагаются кулачки. Этот механизм улавливает воздушный поток кулачками, воздух двигается между стенками корпуса устройства и нагнетается в трубопровод.

Кулачковые нагнетатели очень эффективно создают нужный уровень давления воздуха, при увеличении скорости вращения коленвала давление растет. Но есть и минус из-за избыточного давления могут образоваться воздушные пробки в канале, снижая мощность двигателя.

Конечно регулировать давление наддува можно, нужно выключить нагнетатель или сделать перепуск воздуха. Современные нагнетатели имеют датчики давления и датчики температуры воздуха и блок автоуправления, соответственно работа устройства регулируется автоматически.

Механические нагнетатели – центробежные.

Основа таких нагнетателей – крыльчатка, вращающаяся на высоких оборотах. Во время работы системы воздух засасывается в крыльчатку, а затем направляется центробежной силой наружу. Из рабочего колеса поток буквально выстреливает, но его давление при этом низкое.

Центробежные нагнетатели небольшого размера, веса, их возможно закрепить на двигателе различными способами, соответственно они нравятся автолюбителям и пользуются спросом.

Винтовые нагнетатели.

Винтовые нагнетатели состоят из: двух роторов-шнеков, в одном из них спецвыемки,а в другом выступы. Роторы-шнеки хватают воздушный поток, вращаются сжимая воздух, нагнетают его в впусковой патрубок. Все это образует внутреннее нагнетение воздушного потока.

Винтовые нагнетатели дороги, ставятся как правило на спортивные дорогие автомобили.

Кто использует нагнетатели?

Спортивным автомобилям нагнетатели нужны больше чем обычныи автомобилям. Но поставить их может любой желающий, часто нагнетатели встречаются на тюнингованных авто. Сейчас производители производят и предлагают различные комплекты для нагнетателей, с возможность подобрать и установить на любые автомобили, а ставить или нет решать вам.

Мнения ставить или нет механический нагнетатель между автолюбителями расходятся, бытует мнение, что установив нагнетатель мы уменьшаем ресурс двигателя, это не верно. Нагнетатель нужно правильно эксплуатировать, используя его на низких и средних оборотах , тогда вреда двигателю не будет. Если хочется значительно увеличить мощность, необходимо заменить производственные детали двигателя, поставив кованные шатуны и поршни вместо штатных.

Использовать механический нагнетатель необходимо вместе с интеркулером, который охлаждает воздух, в связки интеркулер и механический нагнетатель помогут максимально форсировать двигатель.

Также если вы будете использовать нагнетатель в связке с интеркулером необходимо пользоваться высокооктановым топливом и изменить настройки зажигания. Все это необходимо, чтобы уберечь двигатель автомобиля от преждевременного износа, так как высокое давление и высокая температура поступающего в цилиндры воздуха, может вызвать раннюю детонацию топливно – воздушной смеси, поступающей в цилиндры, что может привести к преждевременной детонации топливно-воздушной смеси, это очень вредно для двигателя.


Механический нагнетатель

Конструкция ДВС построена, чтобы для того чтобы зажечь топливо в цилиндрах требуется подача определенной порции воздуха. Ранее воздух оказывался в цилиндрах естественным путем, сегодня на легковых машинах устанавливают принудительную подачу воздуха в виде турбин, компрессоров, и механических нагнетателей воздуха.
Механический нагнетатель имеет задачу обеспечение цилиндров мотора большим давлением. Это нужно для того чтобы большее количество воздуха оказалось внутри цилиндров, для обеспечения полного и быстрого сгорания топлива, и увеличения мощности авто. Кроме того большее количество воздуха приводит к обеднению топливно-воздушной смеси и соответственно сокращению расхода горючего. Вот почему механические нагнетатели приобретают все большую популярность.
Существующие механические нагнетатели условно бывают нескольких разновидностей:

1. Центробежный нагнетатель.

2. Нагнетатель типа Roots.

3. Нагнетатель типа Лисхольм.

Центробежный нагнетатель

Эти нагнетатели широко распространены. Они используются на многих авто, с механическим наддувом. Этот узел популярен среди любителей тюнинга машин отечественного производства. Центробежный нагнетатель имеет форму улитки, и внешне напоминает обычную турбину. Его главная особенность заключается в использовании механического привода, который осуществляется коленчатым валом.

Нагнетатель типа Roots

Еще один тип механического нагнетателя это компрессор Рутс, который приводится в движение ременным приводом от коленвала. Основа компрессора это 2 ротора, осуществляющие вращение по противоположному направлению. Благодаря чему, давление создается внутри воздуха, а не компрессора, как это свойственно центробежным нагнетателям, а снаружи, рутсом просто закачивается данный воздух и направляется в цилиндры. Конструкция этого компрессора очень проста с технической точки зрения, но с функциональной обладает некоторыми недостатками. Компрессор работает эффективно только на определенном этапе работы. Если центробежным нагнетателем создается прирост на любых диапазонах работы мотора, Рутс обладает своим определенным пределом. Этот нагнетатель вполне можно установить на обычный автомобиль, для езды в городе и трассах.

Нагнетатель типа Лисхольм

Эти нагнетатели напоминают компрессоры типа Рутс. Их особенность также заключается в наличии 2-х роторов, вращающихся в различных направлениях, но в дальнейшем воздух начинает проходить по специальной насадке. Компрессоры типа Лисхольм управляются под воздействием коленвала. Они также отличаются другими конструктивными особенностями, описание которых достаточно сложно. Среди преимуществ, которые имеют нагнетатели Лисхольм, следует особо отметить простую конструкцию и оказание эффекта по всему диапазону работы силового агрегата. Кроме того, если его сравнить с центробежным нагнетателем, то он работает гораздо тише, что улучшает комфорт водителя и пассажиров.

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.


Механический нагнетатель — чарджер

by admin · Сентябрь 18, 2012

Для увеличения мощности двигателя используют не только турбины, но и механически нагнетатели воздуха — чарджеры. Назначение и особенности использования подобны турбинам. Основное отличие составляет способ привода крыльчатки компрессора. В отличии от турбонаддува, в котором для вращения крыльчатки используется «бесплатная» энергия движения выхлопных газов, в чарджере (charger) используется ременный привод от коленвала, реже шестереночный. В этом кроются все плюсы и минусы использования механического нагнетателя.

Основной плюс установки чарджера на автомобиль — постоянная прибавка в мощности во всем диапазоне оборотов работы двигателя, без турбоям и лагов, которые присущи системам с турбонаддувом.

Но для привода нагнетателя требуется приводящее устройство, которое посредством ременной или шестереночной передачи передает энергию на шкив чарджера вращая его. Т.к. чаще всего вращение передается от коленвала, значит часть энергии двигателя тратится на создание давления и эффективность системы и прирост мощности уменьшается. Видимо, по этой причине все большее число автопроизводителей устанавливают на серийные автомобили двигатели с турбонаддувом.

Есть несколько разновидностей чарджеров: центробежные, нагнетатели Рутса (roots), нагнетатели типа Лисхольм, каждые из которых обладает определённой степенью эффективности, однако принцип действия у них схожий. В движение их приводит коленчатый вал, в их структуре присутствует одна или несколько крыльчаток, вращающихся и создающих давление.

Центробежный нагнетатель — по большому счету это турбина, в которой вместо горячей части шкив, а холодная часть идентичная. Ввиду схожести конструкции крыльчатка должна вращаться с очень высокой скоростью, подобно скоростям в турбине, 100-200 тыс. об./мин. это накладывает очень высокие требования к точности изготовления всех деталей и к качеству смазки вращающихся деталей. Зато отсутствует проблема сильного нагрева элементов за счет прохождения горячих выхлопных газов. Данный вид нагнетателей имеет небольшой «лаг», он значительно меньше чем у турбины, но присутствует из-за того, что чтобы создать ощутимое давление необходимо раскрутить крыльчатку, а т.к. она приводится в движение ременной передачей от коленвала, то на малых оборотах эффективность небольшая.

Нагнетатели Рутса — чаще всего овальный корпус с парой роторов, которые имеют специальную форму и вращаются в разные стороны. Роторы и корпус имеют небольшой зазор, чтобы не было механических повреждений. При вращении роторов воздух порциями поступает в нагнетательный трубопровод, который имеет конический вид. Воздух, проходя по трубопроводу такой формы сжимается, увеличивается скорость и давление и далее он под давление поступает во впускной коллектор и камеры сгорания. Такой тип нагнетателя имеет существенный недостаток из-за своего строения и принципа работы. Т.к. между стенками корпуса и роторами, а так же между самими роторами, имеется расстояние, то при увеличении давления в нагнетательном трубопроводе воздух начинает просачиваться обратно и настигает предел наддува, чем выше создаваемое давление в трубопроводе тем меньше становится КПД самого нагнетателя. Это технологическая особенность и никакими подгонками и повышением точности изготовления отдельных частей это не исправить. В истории есть примеры, когда количество роторов было более двух и это снижало потерю КПД при увеличении давления, но заканчивалось все тем, что сил затраченных на работу такого нагнетателя тратилось больше чем он создавал прибавку к мощности. Еще одной особенностью работы такой системы служит нагрев воздуха в следствии турбулентности на границе несжатого и сжатого воздуха в нагнетательном трубопроводе. Поэтому нагнетатели Рутса обязательно устанавливают с промежуточным охладителем воздуха.

При всех особенностях нагнетатели данного типа получили наибольшее распространение за счет высокой эффективности на малых и средних оборотах работы двигателя. Именно нагнетатели Рутса можно встретить на серийных автомобилях марки Ford, GM, DaimlerChrysler.

Винтовой нагнетатель — или нагнетатель Лисхольма. По своему строению напоминает компрессор Рутса, но вместо роторов особой формы имеет два шнека, подобно мясорубочному шнека, который входят в зацепление. Встречное вращение приводит к тому, что порция воздуха зажимается шнеками и проталкивается вперед. За счет очень маленьких зазором между роторами и стенками корпуса достигается высокая эффективность и уменьшенные потери давления. В отличии от предыдущего типа компрессоров, Лисхольмы не греют так сильно воздух и очень тихо работают. Но достаточно сложная конструкция и очень высоки требования к минимизации зазоров между шнеками и между корпусом делают такие компрессоры достаточно не бюджетным решением на пути увеличения мощности.


Механический компрессор

Портал для водителей

Сегодня: Понедельник, 01 Июля 2019

Работа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) построена на том, что топливо должно быть замешено с необходимым количеством окислителя, т. е. кислорода. Это обеспечит полное и эффективное сгорание горючей смеси и позволит достичь максимально возможной мощности. Больше сгорит – больше мощность. Кислорода в воздухе по объему всего 21%, а по массе 23% (это на уровне моря, при определенных давлении и температуре). Для нормальной работы двигателя пропорции смеси топливо–воздух принимаются приблизительно 1:14,7. Если прибавить к стандартному давлению в одну атмосферу, к примеру, еще одну, то получим в 2 раза больше воздуха, а значит, и кислорода, поступающего в цилиндры. Стало быть, мы должны получить от мотора в 2 раза больше мощности. Двигатель объемом 1,5 л при давлении наддува чуть более атмосферы практически эквивалентен трехлитровому «атмосфернику». Это, конечно, грубая арифметика, но идея именно такова. И, кстати говоря, такой прирост отнюдь не предел. Можно пойти по пути увеличения объема моторов. Больше рабочий объем цилиндра – больше топливовоздушной смеси со всеми вытекающими отсюда последствиями. Так делали американские производители. Огромные, высокообъемные моторы с неимоверным потреблением горючего, но впечатляющим крутящим моментом. В Европе, и особенно в Японии, делали маленькие, компактные и экономичные двигатели. Но мощность, тем не менее, была также востребована покупателями автомобилей. Наверное, это была одна из причин, почему именно на старом континенте появились первые разработки нагнетателей.

В качестве первопроходцев, разработавших автомобильные двигатели с наддувом, можно упомянуть такие компании, как Mercedes-Daimler, Fiat, Sunbeam, Alfa Romeo. Сама идея принудительного нагнетания воздуха в цилиндры была предложена вскоре после изобретения самого ДВС. Уже в 1885 г. Готтлиб Даймлер получил немецкий патент на нагнетатель. Идея заключалась в том, что некий внешний вентилятор, насос или компрессор нагнетает в двигатель увеличенный заряд воздуха. В 1902 г. во Франции Луис Рено запатентовал проект центробежного нагнетателя. Было выпущено некоторое количество автомобилей, но затем все работы в данном направлении свернули. Принцип действия турбонагнетателя, работающего на энергии выхлопных газов, впервые описал и запатентовал швейцарский изобретатель Альфред Бюхи еще в 1905 г., но и здесь технологии того времени притормозили внедрение подобных устройств. Братья Рутс разработали объемный нагнетатель еще в 1859 г. Эти роторно-шестеренчатые компрессоры теперь так и называются – компрессоры типа «roots». На автомобилях устройства подобного типа появились в 20-е годы прошлого века благодаря компании Mercedes. Винтовой компрессор был разработан в 1936 г. Патент получил Альф Лисхолм (Alf Lysholm) – главный инженер SRM (Svenska Rotor Maskiner AB). Тогдашний уровень развития технологий не способствовал распространению подобных устройств, но сейчас они довольно популярны. Были и другие типы нагнетателей. Со временем они естественным образом разделились на механические (с приводом от коленвала или другим способом) и турбо (с приводом от выхлопной системы). Последние, хоть и имеют общие корни и назначение, все же довольно обособленная ветвь развития нагнетателей. Далее в этой статье речь пойдет о нескольких основных типах механических нагнетателей.

Многие считают, что использование нагнетателей может негативно сказаться на ресурсе двигателя. Это и так, и не так. Во всем нужна мера. Начать с того, что, как правило, поломку мотора вызывают повышенные обороты. Стало быть, использование нагнетателя, повышающего крутящий момент на низких и средних оборотах, может, наоборот, благоприятно сказаться на ресурсе двигателя. С другой стороны, если добиваться действительно большого роста мощности, многие штатные детали придется заменить на более прочные. Так, например, кованые поршни и шатуны будут совсем нелишними. В особенности, учитывая более серьезные тепловые нагрузки в камере сгорания, проявляющиеся у наддувных моторов. При использовании нагнетателей температура оказывает и вполне фундаментальное воздействие. Физику не обманешь. Так уж выходит, что сжатие воздуха всегда сопряжено с повышением его температуры. В некоторых компрессорах это повышение не столь существенно, но в любом случае для увеличения воздушного заряда и снижения потери мощности на привод нагнетателя (за счет снижения противодавления) воздух необходимо охлаждать. Но еще более важна другая проблема, о которой мало кто задумывается, – детонация. Дело в том, что высокая температура и давление подаваемого в цилиндры воздуха может привести к тому, что в конце такта сжатия, когда поршень спрессует в цилиндре и так уже сжатую топливо-воздушную смесь, ее температура и давление могут оказаться настолько высокими, что это вызовет преждевременную ее детонацию, т. е. взрыв. Дабы избежать подобных проблем (а детонация может «убить» мотор довольно быстро), можно перейти на более высокооктановые сорта топлива, но чаще всего этого оказывается мало. При достаточно больших значениях давления приходится производить декомпрессию, т. е. снижать степень сжатия. Кроме того, следует внимательно подойти к регулировке угла опережения зажигания. При использовании нагнетателей рекомендуется изменить настройку по зажиганию. Правильный подбор свечей зажигания также немаловажен. На самом деле при установке наддува вопросов возникает куда больше. Установка компрессора на серийный двигатель может привести к различным результатам. И даже готовые комплекты от известных фирм не могут предусмотреть всех нюансов вашего автомобиля. В любом случае установка наддува требует высокого профессионализма инсталляторов, которые могут правильно подобрать компрессор и грамотно настроить двигатель. Тогда есть уверенность в том, что результат не приведет к нежелательным последствиям.


Механический компрессор

Достоинства и недостатки механических нагнетателей обусловлены их жесткой связью с валом мотора. К преимуществам относится эффективный наддув, начиная уже с холостых оборотов двигателя, а так же постоянное поддержание высокого давления во впускном коллекторе, благодаря которому автомобиль следует за педалью газа без каких-либо задержек.

Главный же недостаток – это отбор мощности у мотора, и, соответственно, увеличение расхода топлива. Причем на мощных компрессорных двигателях эти потери составляют далеко не один десяток лошадиных сил. Но разве можно считать недостатком потребность устройства в энергии для работы? Оказывается можно, ведь есть турбокомпрессоры!

ТУРБОКОМПРЕССОР

Разумеется, турбонагнетатель – не “вечный двигатель”, но, в отличие от механического компрессора, для сжатия воздуха он использует “бесплатную” энергию выхлопных газов. Действительно, когда в двигателе в конце такта расширения открывается выпускной клапан, то нагретые до 1000 градусов отработавшие газы вырываются из цилиндра под давлением около пяти бар. Поэтому вполне логично поставить на их пути турбину, которая могла бы совершать какую-то полезную работу. Например, нагнетать воздух в цилиндры, как предложил еще 1905 году инженер Альфред Бюи.

Выдвинутый им принцип турбокомпрессора остался неизменным и до сих пор: к турбине через общий вал пристыковывается центробежный воздушный насос, нагнетающий воздух в цилиндры. Соответственно, чем сильнее отработавшие газы раскручивают ротор турбины, тем большее давление обеспечивает компрессор.

Однако в производстве такие агрегаты отнюдь не просты, ведь подшипники вала должны выдерживать крайне высокие температуры и огромные, до двухсот тысяч оборотов в минуту(!), скорости вращения. Из-за этого приходится, например, включать турбокомпрессор в единую систему смазки двигателя.

Другой проблемой турбонаддува является его инерционность, то есть задержки между нажатием водителя на газ и началом интенсивного разгона – драгоценное время уходит на раскручивание турбины. А при низких оборотах двигателя турбокомпрессор и вовсе оказывается беспомощным – потока выхлопных газов просто не хватает для интенсивной раскрутки ротора.

ПЕРСПЕКТИВЫ

Одно время механические и турбинные нагнетатели являлись полноценной альтернативой друг другу. Но сейчас, когда счет идет на каждый грамм CO2, их пути расходятся. Турбокомпрессоры перестали быть исключительно средством установления рекордов мощности: теперь они помогают создавать экономичные компактные, но при этом динамичные моторы, такие как, например, агрегаты Audi TFSI. А с врожденными недостатками борются с помощью изменяемой геометрии лопастей, или просто установкой вместо одного большого турбокомпрессора двух маленьких, обладающих существенно меньшей инерционностью.

Что же до механических нагнетателей, то они сдают позиции – уж слишком велики потери мощности. Однако, подключаясь по мере необходимости, они вполне могут дополнять турбонаддув, устраняя задержки и помогая ему на низких оборотах, что и продемонстрировал Volkswagen своим необычным мотором TSI. И если этот двигатель пройдет испытание временем, то, может быть, в будущем давние конкуренты – турбонаддув и механический компрессор – вновь встретятся лицом к лицу, но на сей раз уже в качестве партнеров.


Конструкция и принцип работы механического компрессора двигателя

Механический наддув — это один из способов увеличения мощности двигателя. Основным элементом такой системы является механический компрессор. Это устройство, приводимое в действие вращением коленчатого вала. Установка механического нагнетателя может прибавить мощности двигателю до 50%. При наддуве воздух засасывается через воздушный фильтр, сжимается, а затем направляется во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания, что способствует увеличению мощности последнего.

Как работает механический нагнетатель

В современной автомобильной промышленности используются несколько типов систем механического наддува, каждая из которых имеет свои особенности в конструкции и принцип работы.

Конструкция компрессора

Механический нагнетатель состоит из следующих компонентов:

  • компрессор;
  • интеркулер;
  • дроссельная заслонка;
  • перепускная заслонка трубопровода;
  • воздушный фильтр;
  • датчики давления наддува;
  • датчики температуры воздуха во впускном коллекторе.

Механический нагнетатель управляется дроссельной заслонкой, которая открывается на высоких оборотах. В этом случае заслонка трубопровода закрывается, и весь воздух поступает во впускной коллектор двигателя. Когда двигатель работает на малых оборотах, дроссельная заслонка открывается под небольшим углом, а перепускная заслонка в трубопроводе полностью открыта, позволяя некоторой части воздуха возвращаться в компрессор.

Воздух из нагнетателя проходит через промежуточный охладитель (интеркулер), который снижает температуру сжатого воздуха примерно на 10 ° C и способствуя, тем самым, более высокой степени сжатия.

Какие бывают виды приводов компрессора

Каким образом передается крутящий момент от коленчатого вала к механическому компрессору? Существует несколько вариантов:

  • Прямой привод. Установка компрессора осуществляется непосредственно на фланец коленчатого вала двигателя.
  • Ременная передача. Усилие передается через ремень. Разные производители используют разные типы ремней (плоские, V-образные или зубчатые). Ременные системы имеют короткий срок службы, так же в процессе эксплуатации может наблюдаться проскальзывание ремня.
  • Цепной привод. Он работает по принципу ременной передачи.
  • Зубчатая передача (шестеренчатая). Недостаток такой системы — повышенная шумность и большие габариты.

Типы компрессоров

Каждый вид компрессора имеет свои рабочие характеристики. Всего существует три типа механических нагнетателей:

  • Центробежный. Самый популярный вид механического нагнетателя. Основным рабочим элементом системы является крыльчатка, которое по конструкции аналогично компрессорному колесу турбины. Оно вращается со скоростью около 60 000 об / мин. В этом случае воздух всасывается в центр крыльчатки компрессора с высокой скоростью и низким давлением. Пройдя через лопатки компрессора, воздух поступает во впускной коллектор, но уже на малой скорости и под высоким давлением. Этот тип наддува используется вместе с турбинами для устранения эффекта турбо-задержки.
  • Винтовой. Представляет собой систему из двух вращающихся конических винтов — шнеков. Воздух, попадая в более широкую часть, проходит через камеры компрессора и за счет вращения сжимается и выталкивается во впускной коллектор. В основном такие системы используются на спортивных и дорогих автомобилях, так как их изготовление достаточно сложно .Это достаточно эффективная система.
  • Кулачковый. Один из первых видов механических «воздуходувок». Конструктивно он состоит из двух роторов со сложным профилем поперечного сечения. Оси вращения роторов соединены двумя одинаковыми шестернями. При вращении системы воздух перемещается между стенками корпуса и кулачками, тем самым выталкиваясь во впускной коллектор. Недостатком этой системы является создание избыточного давления, которое вызывает сбои в работе наддува. Чтобы этого избежать, в кулачковой конструкции нагнетателя предусмотрена муфта с электрическим приводом для отключения компрессора или байпасный клапан.

Механический наддув довольно часто используются на автомобилях марок Cadillac, Audi, Mercedes-Benz и Toyota. При этом кулачковые и винтовые компрессоры в основном устанавливаются на мощные спортивные автомобили с бензиновыми двигателями, а центробежные компрессоры являются частью системы двойного наддува для дизельных двигателей.

Сильные и слабые стороны механического нагнетателя

По сравнению с турбонагнетателем механический нагнетатель приводится в движение не выхлопными газами двигателя, а вращением коленчатого вала. Это означает, что с одной стороны увеличивается мощность двигателя, а с другой создается дополнительная нагрузка, которая в зависимости от типа компрессора забирает до 30% мощности двигателя. Еще один недостаток системы — высокий уровень шума системного привода.

Использование механического наддува на более высоких скоростях приводит к более быстрому износу деталей двигателя, поэтому они должны быть изготовлены из высокопрочных материалов.
Основным преимуществом механического привода является невысокая стоимость конструкции (по сравнению с турбонаддувом), простота установки и быстрая реакция системы на увеличение оборотов двигателя. Таким образом, системы с винтовыми и кулачковыми компрессорами обеспечивают высокую динамику разгона, а центробежные нагнетатели — стабильную работу двигателя на высоких оборотах.

Механический наддув может также управляться отдельным электродвигателем без подключения к коленвалу двигателя. В этом случае можно избежать потери мощности двигателя.

Автомобильные компрессоры — АО «ИЖЕВСКИЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ЗАВОД»

Автомобильные копрессоры 53205-3509015, 53205-3509015-20, 53205-3509015-01.

Документы

Автомобильный компрессор.pdf

Компрессоры предназначены для тормозных систем транспортных средств, с двигателями семейства «КАМАЗ» и «ЯМЗ», в качестве источника сжатого воздуха. Серийное производство компрессоров 53205-3509015 и 53205-3509015-01 налажено на АО «Ижевский механический завод» с 1994 года. Серийное производство компрессора 53205-3509015-20 осуществляется с 2010 года. Основным партнёром АО «Ижевский механический завод» по поставкам компрессоров является ПАО «КАМАЗ».

Основные технические параметры и размеры:
Параметр Значение
Номинальный диаметр цилиндра, мм 92
Номинальный ход поршня, мм 46
Номинальный рабочий объём, куб.см3 306
Избыточное давление, МПа:
Номинальное (рабочее) 0,8
Максимальное рабочее 1,25
Частота вращения коленчатого вала, мин-1:
Номинальная 2000
Максимальная, при избыточном давлении 1,25 МПа 2700
Максимальная, при избыточном давлении 1,0 МПа 3000
Производительность при избыточном давлении 0,7 МПа и частоте вращения коленчатого вала 2000 мин-1, дм3/мин Не менее 0,373
Производительность при избыточном давлении 0,7 МПа и частоте вращения коленчатого вала 2500 мин-1, дм3/мин Не менее 0,450
Потребляемая мощность при избыточном давлении 0,7 МПа и частоте вращения коленчатого вала 2000 мин-1, кВт Не более 3,8
Потребляемая мощность при избыточном давлении 0,7 МПа и частоте вращения коленчатого вала 2500 мин-1, кВт Не более 4,5
Система смазки – под давлением 0,05…0,6 МПа, от масляной магистрали двигателя
Охлаждение – жидкостное, от циркуляционной системы двигателя, оптимальный расход, л/мин 6±0,5
Масса, кг 10±1
Габаритные размеры, мм:
Длина 199,5
Ширина
53205-3509015 149
53205-3509015-01 146,5
53205-3509015-20 142,5
Высота 294

Компрессор 53205-3509015 — одноцилиндровый, поршневой, с одним нагнетательным отверстием в головке цилиндра. Привод – шестерёнчатый. Подвод масла – через канал в стыковочном фланце. Разработан НТЦ ПАО «КАМАЗ» для транспортных средств с двигателями семейства «КАМАЗ».

Компрессор 53205-3509015-20 — одноцилиндровый, поршневой. Снабжён модернизированной головкой цилиндра с системой предварительного охлаждения нагнетаемого воздуха. Привод – шестерёнчатый. Подвод масла – через канал в стыковочном фланце. Разработан НТЦ ПАО «КАМАЗ» для транспортных средств с двигателями семейства «КАМАЗ».

Компрессор 53205-3509015-01 — одноцилиндровый, поршневой с двумя нагнетательными отверстиями: в головке цилиндра и крышке головки цилиндра. Привод – шестерёнчатый. Подвод масла – через канал в задней крышке. Разработан АО «Ижевский механический завод» на базе компрессора 53205-3509015 для транспортных средств с двигателями семейства «ЯМЗ».

Компрессор в разрезе

Устройство механического компрессора

Механический компрессор представляет собой одну из разновидностей систем наддува воздуха для увеличения мощности двигателя. Главной целью использования такого нагнетателя является создание заметно повышенного давления, которое превышает атмосферное во впускном коллекторе мотора.

Компрессор называется механическим по причине того, что имеет привод непосредственно от коленвала двигателя. В этом состоит и его главное отличие от другой системы нагнетания воздуха в цилиндры под давлением-турбокомпрессора.

Механический нагнетатель еще называется суперчарджер (от англ. supercharger). Механические нагнетатели способны обеспечить прирост мощности двигателя до 50%. Показатель крутящего момента увеличивается до 30%. Недостатком механического нагнетателя заслуженно считается то, что для его работы требуются существенные затраты мощности самого двигателя. Энергия расходуется на  привод нагнетателя, а отбор мощности достигает отметки в 30%.

Принцип работы механического компрессора

Механический нагнетатель по своему принципу работы напоминает турбокомпрессор. Компрессор аналогично турбине реализует целый список взаимосвязанных функций. Суперчарджер втягивает наружный воздух, осуществляет его сжатие и последующее нагнетание во впускную систему мотора. Втягивание воздуха реализовано на основе созданного в коллекторе разрежения. Для создания необходимого давления механическому нагнетателю необходимо вращаться на более высоких оборотах, опережая при этом двигатель. Нагнетание воздуха во впуск происходит за счет разницы давлений во всей системе.

Воздух, который сжимается компрессором, демонстрирует увеличение температуры при сжатии. Это ведет к снижению его плотности, а результатом становится соответственное снижение уровня давления. Механическая система наддува оснащается интеркулером для решения этой проблемы. Интеркулер представляет собой воздушный или жидкостной радиатор, который качественно охлаждает сжатый воздух после прохождения компрессора.

Устройство привода механических нагнетателей

Механический компрессор ДВС конструктивно может отличаться от других похожих решений. Главным отличием от аналогичных систем зачастую выступает система его привода. Нагнетатели могут иметь следующее приводное устройство:

  • систему прямого привода, при которой нагнетатель имеет крепление напрямую к фланцу коленвала,
  • устройство ременного привода, которое включает в себя различные виды поликлиновых, зубчатых или плоских ремней,
  • привод на основе цепи (цепной привод),
  • зубчатую передачу, под которой стоит понимать цилиндрический редуктор,
  • электрический привод, который подразумевает использование отдельного электродвигателя,

Виды механических компрессоров

Давайте рассмотрим каждый из основных видов механических компрессоров более подробно. Итак, поехали. Современные автомобили могут быть оснащены различными видами нагнетателей. Наибольшее распространение получили три главных вида таких механических систем:

  • кулачковый нагнетатель (Roots),
  • винтовой нагнетатель (Lysholm),
  • центробежный нагнетатель,

Кулачковый нагнетатель

Данный тип механического нагнетателя представляет собой одну из самых ранних разработок. Кулачковый нагнетатель стали устанавливать на автомобилях с 1900 года. В мире компрессор хорошо известен по имени изобретателей данной системы-Roots.

Современная реализация конструкции кулачкового нагнетателя выглядит таким образом, что нагнетатель имеет пару роторов. Эти роторы могут иметь три или четыре кулачка и вращаются друг другу навстречу.

Кулачки расположены так, чтобы находиться по спирали и размещены по всей длине ротора. Угол закрутки таких кулачков подобран именно для обеспечения наилучшей эффективности нагнетания воздуха при учете возникающих при этом потерь. По своей общей конструкции, а также и по принципу действия такой кулачковый нагнетатель напоминает шестеренный масляный насос, который устанавливается в системе смазки ДВС.

Поступающий воздух в компрессоре захватывается кулачками на роторе, перемещается в межкулачковом пространстве и пространстве между стенками корпуса устройства, сжимается, а затем осуществляется нагнетание во впуск. Такой принцип работы называется внешним нагнетанием.

Нагнетатели типа Roots отличаются тем, что быстро создают необходимое давления наддува. Отмечается также рост указанного давления параллельно с увеличением частоты вращения коленвала силовой установки автомобиля. В некоторых случаях компрессор может создать такое давление, которое превысит необходимое. Результатом станут воздушные пробки в нагнетательном канале и падение эффективного давления наддува, что и приводит к общему снижению итоговой мощности силового агрегата в различных режимах его работы.

Для того чтобы избежать таких негативных последствий, при использовании механических компрессоров различных видов обязательно реализуется дополнительный контроль и регулирование давления наддува. Давление наддува регулируется двумя доступными способами:

  1. К первому способу можно отнести регулировку давления путем отключения нагнетателя. Зачастую такое отключение происходит при помощи электромагнитной муфты,
  2. Ко второму способу относится перепускание воздуха в процессе непрерывной работы компрессора. Воздух перепускается при помощи перепускного клапана,

Сегодня системы механического наддува оснащаются электронными схемами регулирование такого наддува. Комплексное решение состоит из входных датчиков давления наддува, датчика во впуске, электронных управляющих блоков и т.д. Параллельно используются многочисленные механизмы исполнения, к которым относят электромеханические модули привода перепускного клапана, электромагнит муфты и другие устройства.

Нагнетатели типа Roots стоят достаточно дорого. Это обусловлено крайне малыми допусками в процессе их изготовления. Такие компрессоры демонстрируют повышенные требования к чистоте поступающего в компрессор воздуха. Любое загрязнение или посторонние предметы в системе впуска могут с легкостью вывести из строя чувствительный нагнетатель.

Компрессоры данного типа имеют солидный вес, а также характеризуются высоким уровнем шума в процессе их работы. Производители эффективно используют ряд мер для шумоподавления, начиная от специальной конструкции корпуса и заканчивая демпфирующими пластинами, резонаторами, демпферами и т.п.

Среди лидеров по производству нагнетателей Roots можно  особо выделить компанию Eaton, которая специализируется на  изготовлении четырехкулачковых нагнетателей  Twin Vortices Series повышенной эффективности (в переводе с англ. это означает «двойная серия вихрей»). Такие механические нагнетатели штатно установлены на серийные моторы Cadillac, Audi, Toyota. Встречаются моторы, на которых кулачковые нагнетатели являются составным элементом системы вместе с турбонагнетателями. Для примера стоит упомянуть двигатели семейства TSI с двойным наддувом.

Винтовой нагнетатель

Винтовой нагнетатель является конструктивно схожим решением с нагнетателем Roots. Такие нагнетатели еще имеют наименование по имени их создателя и называются нагнетателем Lysholm.

Указанный компрессор состоит из двух роторов-шнеков особой формы. На одном роторе имеются характерные выступы, а на другом выемки-канавки. Данные роторы напоминают по форме  конус, а воздушные камеры между роторами становятся меньшего размера. Это видно в том случае, если следовать по длине ротора. Поступающий воздух захватывается шнеками,  далее перемещается и сжимается. Сжатие происходит в результате вращения шнеков.

Последним этапом становится нагнетание сжатого воздуха во впускной патрубок. Главным отличием винтового нагнетателя от кулачкового является то, что такой компрессор обеспечивает внутреннее нагнетание. Воздух нагнетается между шнеками, что делает способ более эффективным.

К минусам винтовых нагнетателей однозначно относится их высокая цена, которая  сильно превышает стоимость и без того не самых доступных кулачковых аналогов. По этой причине винтовые нагнетатели применяются довольно редко. Их чаще устанавливают на массовые дорогие спортивные автомобили или модели лимитированных серий.

Центробежный нагнетатель

Что касается центробежного нагнетателя, то процесс нагнетания воздуха в нем реализован по такому принципу, который напоминает турбокомпрессор. В своей основе он имеет рабочее колесо-крыльчатку. Колесо вращается с очень высокой скоростью, а число оборотов может достигать отметки в 50000-60000 об/мин.

Работает нагнетатель по следующему принципу, когда поступающий воздух засасывается компрессором в центральную часть колеса. Благодаря центробежной силе воздух направляется по лопастям особой формы. Воздух из рабочего колеса выходит уже на большой скорости, но еще имеет низкое давление.

Именно во время выхода из колеса воздух проходит через особый диффузор, который имеет множество стационарных лопаток, расположенных вокруг рабочего колеса. Поток воздуха на высокой скорости и с низким давлением после прохождения диффузора проходит процесс преобразования и превращается в поток воздуха низкой скорости, но уже с высоким давлением.

Стоит отметить, что центробежные нагнетатели являются наиболее распространенным решением среди всех нагнетателей механического типа. Среди основных плюсов выделяют их компактные размеры, низкий вес, эффективность работы, разумную стоимость и отличную возможность различных вариаций крепления на двигателе.

К минусам центробежных нагнетателей относят сильно выраженную зависимость их производительности от скорости вращения коленвала двигателя. Разработчики сегодня особо учитывают эту особенность. Для центробежных нагнетателей широко используют привод с переменным передаточным отношением. Указанное передаточное отношение привода на максимальной отметке потребуется тогда, когда двигатель работает на низких оборотах, минимальное же отношение используется при режиме работы на высоких оборотах.

Благодаря ряду особенностей конструкции нагнетатели типа Roots и Lysholm устанавливают на автомобили для обеспечения высоких показателей динамики при разгоне, а центробежные нагнетатели наиболее эффективны при работе мотора в режиме пиковых нагрузок и максимально высокой скорости.

Применение механических компрессоров на автомобилях

Применение механических нагнетателей очень востребовано как для серийных дорогих авто, так и на спортивных моделях. Компрессоры активно используются для тюнинга автомобилей. Большинство спортивных автомобилей оборудованы механическим нагнетателем или комплексным решением, которое включает в себя одновременно механический и турбокомпрессор.

Широчайшая популярность механических нагнетателей в области тюнинга  автомобильных ДВС привела к тому, что производители  компрессоров предлагают сегодня готовые комплекты для установки компрессора на атмосферный мотор. Такие комплекты включают в себя полный список необходимых элементов конструкции для доступной установки на различные модели двигателей.

Напоследок хотелось бы добавить, что серийные массовые автомобили, особенно среднего ценового сегмента, оснащаются механическими нагнетателями довольно редко.

Механический нагнетатель: устройство, принцип работы, разновидности. Плюсы и минусы компрессора

Существует множество способов увеличить мощность двигателя, начиная увеличением рабочего объема, заканчивая установкой различных компрессоров и турбонагнетателей. О последних мы как раз сегодня и поговорим. В этой статье вы узнаете о том, что собой представляет мех. нагнетатель, как он устроен, а также о разновидностях компрессоров.

Что собой представляет механический нагнетатель?

Compressor или Supercharger — именно так звучит оригинальное название механического нагнетателя. Это устройство необходимо для того, чтобы увеличить производительность двигателя, путем сжатия и нагнетания большого количества воздуха в камеры сгорания. За счет увеличения количества воздуха процесс сгорания ТВС (топливовоздушная смесь) происходит с большим КПД, в результате имеем реальную прибавку мощности, порядка 50%. Механический компрессор приводится в движение за счет передачи вращательного движения коленвала. Забор воздуха осуществляется через воздушный фильтр, после чего воздух подвергается сжатию. Далее в сжатом состоянии под большим давлением он поступает во впускной коллектор, где сгорает вместе с ТВС. Тем самым повышая эффективность горения ТВС и отдавая больше КПД от каждого такта.

Существует несколько разновидностей мех. нагнетателей, которые имеют конструктивные отличия. Далее более подробно об этом.

Устройство и разновидности компрессоров

Система наддува состоит из:

  • Компрессора;
  • Интеркулера;
  • Заслонки перепускного трубопровода;
  • Дроссельной заслонки;
  • Системы фильтрации воздуха, представленную простым воздушным фильтром;
  • А также нескольких датчиков (давления наддува, и температурных во впускном коллекторе).

Управление суперчарджером происходит при помощи дроссельной заслонки. На высоких оборотах она открыта, а заслонка трубопровода закрыта, поэтому весь воздушный поток идет во впускной коллектор. Без нагрузки мотор работает на малых оборотах, заслонка при этом открыта лишь частично, а заслонка трубопровода — на 100%. В итоге, часть воздуха возвращается на вход к компрессору. Для улучшения степени сжатия воздух охлаждается интеркулером на ~10-15°C.

Актуально: Как работает система Biturbo и чем она отличается от Twin-Turbo

Разновидности привода механического наддува

Чтобы привести в движение компрессор необходима передача крутящего момента от коленвала. Существует четыре основных типа привода механических нагнетателей: ременной, цепной, прямой и шестеренчатый.

Ременной привод. Как уже понятно из названия, крутящий момент передается посредством ремня, который может иметь разную конфигурацию (зубчатый, клиновый, плоский и т. д.) в зависимости от производителя мотора. Ремни в качестве привода считаются плохим решением, так как служат недолго, требуют замены и склонны к проскальзыванию.

Цепной привод. Этот вариант можно назвать аналогом предыдущего, который имеет ряд неоспоримых преимуществ, за что и почитается больше. Цепь считается более надежной, служит дольше, не требует частой замены и не проскальзывает.

Прямой привод. Такой тип привода представляет собой установку механического наддува прямо на фланец коленвала. Прелесть заключается в том, что отсутствует ременная, а также цепная передача, что упрощает обслуживание и не требует постоянных замен.

Шестеренчатый привод. Такая система привода предусматривает передачу крутящего момента посредством механизма шестерен. Среди недостатков такого привода можно выделить большие габариты и повышенную шумность.

Разновидности компрессоров механического типа

Чаще всего механические нагнетатели бывают трех видов: центробежный, винтовой и кулачковый.

Компрессор центробежного типа. Этот тип нагнетателей считается наиболее распространенным. Конструктивно центробежный нагнетатель очень схож с турбиной, так как его основным рабочим элементом является крыльчатка. Это колесо (крыльчатка) способно развивать высокие обороты, около 60 тыс. об./мин. Всасывание воздуха происходит на высокой скорости, через центральную часть компрессорного колеса при низком давлении.  После того как воздух попадает в компрессор его давление повышается, а скорость снижается, после чего он подается во впускной коллектор. Такой тип компрессоров, как правило, используется вместе с турбиной и позволяет избежать такого неприятного известного всем явления как «турбояма».

Нагнетатель винтового типа. Такой тип компрессора состоит из двух конических винтов (шнеков), которые вращаются. Поток воздуха попадает во впускное отверстие, которое имеет более широкий вход, после этого проходит через нагнетатель и под воздействием винтов сжимается, после чего направляется во впускной коллектор. Суперчарджеры винтового типа имеют довольно сложное устройство, поэтому встречаются довольно редко, как правило, на дорогих спортивных авто. Однако высокая стоимость компенсируется прекрасной производительностью.

Компрессор кулачкового типа. Эта разновидность представляет собой систему, состоящую из двух роторов, которые имеют сложный профиль сечения. Между собой две оси вращения роторов соединены шестернями одинакового размера. Во время вращения роторов воздух, перемещаясь между кулачками и стенками корпуса, нагнетается во впускной коллектор. Минусом такой системы считается избыточное давление, которое образуется во время работы нагнетателя и нередко приводит к сбоям в его работе.

Плюсы и минусы компрессора механического типа

По сравнению с турбиной, механический нагнетатель работает за счет вращения коленчатого вала, а не от выхлопных газов. Несмотря на то, что компрессор увеличивает мощность, он, так или иначе, создает дополнительную нагрузку на силовой агрегат. Это, в свою очередь, снижает КПД мотора, а также усложняет конструкцию двигателя, повышает его шумность, а также приводит к дополнительным растратам. При интенсивных нагрузках детали двигателя изнашиваются более интенсивно при наличии механического нагнетателя, чем на моторах без компрессора.

Среди положительных качеств механического наддува можно выделить его невысокую себестоимость, если сравнивать с турбиной, простоту установки, а также отсутствие задержек и моментальный отклик на педаль «газа». В особенности хотелось бы отметить системы винтового и кулачкового типа, которые способны обеспечить пушечный разгон, стабильный прирост, мощность двигателя на высоких оборотах.

Рекомендую посмотреть видео о механических нагнетателях. Очень познавательно!

Текст: savemotor.ru

Что такое воздушный компрессор и его типы?

Вы когда-нибудь замечали, как мы накачиваем воздух в шины наших автомобилей. Есть ли что-нибудь, что помогает это сделать. Да, у нас есть воздушный компрессор для сжатия воздуха, и затем этот воздух используется для наполнения шин различных транспортных средств. Воздушный компрессор имеет очень широкое применение в различных отраслях промышленности.

Что такое воздушный компрессор?

Это устройство, которое сжимает газы до более высокого давления, а затем этот газ высокого давления используется для различных целей, таких как накачка шин, приведение в действие турбины или для выполнения какой-либо механической работы.Воздушный компрессор обычно приводится в действие электродвигателем, дизельным или газовым двигателем.

Принцип работы

Поскольку мы знаем, что воздух сжимаем, и нам нужно только какое-то механическое устройство, чтобы сделать это, и для этого у нас есть воздушный компрессор. Он забирает воздух с одного конца, а затем сжимает этот воздух до высокого давления и доставляет его на другой конец для различных целей.

Типы воздушных компрессоров
В зависимости от создаваемого давления

1.Воздушные компрессоры низкого давления (LPAC): они могут нагнетать давление до 151 фунта на квадратный дюйм или меньше.
2. Воздушные компрессоры среднего давления: могут нагнетать давление от 151 до 1000 фунтов на квадратный дюйм.
3. Воздушные компрессоры высокого давления (ВКВД): с давлением нагнетания выше 1000 фунтов на кв. дюйм.

В зависимости от типа компрессии классифицируется как
  1. Прямое вытеснение: поршневой, винтовой, роторно-пластинчатый воздушный компрессор
  2. Динамическое вытеснение: центробежный и осевой воздушный компрессор
1.Объемный воздушный компрессор

В объемном компрессоре воздух всасывается в камеру, объем которой уменьшается для сжатия воздуха. Когда в камере достигается максимальное давление, открывается выпускной клапан, и воздух сбрасывается в накопительный бак. Как только давление в накопительном баке достигает желаемого верхнего предела, компрессор останавливается. Сжатый воздух в баке используется для выполнения различных работ. Когда давление в баке достигает своего минимального предела, компрессор снова запускается и начинает процесс сжатия воздуха.

Объемный компрессор может быть следующего типа:

1. Поршневой или поршневой воздушный компрессор

Источник изображения

Это объемный компрессор, в котором поршень с шатуном и коленчатым валом используется для сжатия воздуха. Поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре и сжимает воздух.

Читайте также: 

2. Винтовой компрессор

источник изображения

В этом компрессоре происходит принудительное сжатие воздуха.В нем используются два спиральных типа винтов, соответствующих друг другу, при вращении он забирает воздух из атмосферы и направляет его в камеру, объем которой продолжает уменьшаться по мере вращения винта.

3. Ротационно-пластинчатый компрессор

Источник изображения

Это также объемный компрессор, в котором ротор имеет лопасти. Когда ротор вращается, он захватывает воздух между лопастями (лопастями), и воздух сжимается. Теперь у нас возникает вопрос: как этот воздух сжимается лопастным компрессором?Лопасти компрессора регулируемые по корпусу, а ротор в корпусе эксцентричен (т.е. расположен не по центру, а его центр смещен от центра корпуса). когда ротор вращается, воздух попадает между двумя соседними лопастями. Корпус компрессора уменьшается по мере вращения ротора, и за счет уменьшения корпуса воздух сжимается.

2. Динамический воздушный компрессор

В динамическом компрессоре имеется вращающаяся часть, которая передает свою кинетическую энергию воздуху и преобразует ее в энергию давления.Передача кинетической энергии осуществляется с помощью центробежной силы.
Этот тип воздушного компрессора включает центробежный компрессор и осевой компрессор.

1. Центробежный компрессор

В этом компрессоре для сжатия воздуха используется центробежная сила. Он состоит в основном из трех основных частей: рабочего колеса, диффузора и эвольвентного корпуса. Это наиболее часто используемый тип воздушного компрессора в различных областях.

2. Осевой компрессор

Это компрессор, в котором сжимаемый воздух перемещается в осевом направлении во время сжатия.Компрессор с осевым потоком может непрерывно обеспечивать сжатый газ.

Здесь мы узнали о том, что такое воздушный компрессор и его виды. Если вы обнаружите, что чего-то не хватает, прокомментируйте нас в разделе комментариев. И если вам понравилась эта информация, не забудьте поставить лайк.

Турбокомпрессоры — обзор | ScienceDirect Topics

Осевые и центробежные компрессоры

Для осевых и центробежных компрессоров перед поставкой заказчику могут быть проведены два типа заводских испытаний: механические эксплуатационные испытания и эксплуатационные испытания.Другие типы испытаний могут быть согласованы, но не рассматриваются в этой главе (гидростатические испытания и испытания на утечку газа, превышение скорости, уровень звука и т. д.). На рис. 12.2 показано изображение испытательного стенда OEM для проверки производительности центробежного компрессора.

Рис. 12.2. Испытательный стенд центробежного компрессора.

Предоставлено компанией Solar Turbines Incorporated.

Проводится механическое испытание для проверки механической целостности компрессора. Как правило, механические эксплуатационные испытания также включают статические испытания компрессора на герметичность.Целью статического испытания на герметичность является проверка работоспособности всех уплотнений до определенного давления, включая уплотнения вала и уплотнения на корпусе компрессора. Компрессор находится под давлением, а всасывающий и нагнетательный патрубки закрыты заглушками. Типичные газы, используемые в тесте, включают воздух, азот, углекислый газ и некоторые благородные газы, такие как аргон и гелий.

Во время механического испытания компрессор разгоняется до максимальной продолжительной скорости до тех пор, пока рабочие условия не стабилизируются.API 617 [4] требует, чтобы во время испытания компрессор работал непрерывно не менее 4 часов. Вибрации и параметры смазочного масла тщательно измеряются, наблюдаются и записываются в различных точках данных на разных рабочих скоростях.

Эксплуатационные испытания проводятся для проверки аэродинамических характеристик компрессора. Обычно его проводят в замкнутом цикле с использованием азота, CO 2 , метана или других газов. ASME PTC 10 [1] или ISO 5389 [5] определяют требования к этому типу испытаний.В зависимости от конкретных требований испытание также может проводиться в открытом цикле с использованием окружающего воздуха.

Проверка производительности, проводимая в соответствии с ASME PTC-10 [1], обычно требует замкнутого контура. Тест типа 1 является наиболее простым способом тестирования. Тестовый газ подобен указанному газу, используемому в конструкции компрессора. В испытании типа 2 могут использоваться инертные газы, такие как азот, двуокись углерода и смеси азота и гелия, а также различные типы фреона. Условия испытаний должны быть определены таким образом, чтобы было достигнуто аэродинамическое сходство между условиями испытаний и заданными полевыми условиями.В частности, коэффициент расхода в расчетной точке поддерживается в пределах ±4 %, соотношение между объемным расходом на входе и нагнетании компрессора в пределах ±5 % при сохранении чисел Маха и Рейнольдса в заданных пределах. Такие параметры определяются в соответствии со стандартом ASME PTC 10 [1] следующим образом: чтобы продемонстрировать, что условия урегулированы.Обычно пять точек измеряются для завершения кривых производительности (если требуется). Каждая точка на кривой должна быть проверена на эквивалентность. Заданные рабочие условия рассчитываются (расходы, условия нагнетания, политропический напор, мощность и т. д.) на основе расчетных параметров эффективности испытаний после применения поправочных коэффициентов числа Рейнольдса машины. Чтобы определить предел стабильности компрессора, поток снижается с постоянной скоростью до обнаружения нестабильности либо путем наблюдения за колебаниями давления, либо путем прослушивания «помпажного шума», а также наблюдения за орбитами ротора и спектром вибрации.Кроме того, для определения пиковой точки напора можно взять ряд точек данных напора и расхода. На рис. 12.3 представлена ​​типичная карта компрессора для центробежного компрессора.

Рис. 12.3. Типовая карта центробежного компрессора с результатами испытаний.

Предоставлено Solar Turbines Inc.

Обычно приводом для испытаний производительности компрессора является специальный электродвигатель, паровая турбина или газовая турбина на испытательном стенде. В качестве альтернативы может быть указано групповое испытание, при котором проверяется вся компрессорная группа с использованием контрактного привода.Испытание колонны может проводиться как испытание колонны без нагрузки, испытание с полной нагрузкой, полной скоростью или полным давлением, или испытание колонны, когда компрессор работает в расчетной точке с использованием критериев ASME PTC 10 Type 1.

Основы работы винтового воздушного компрессора

Как работает винтовой воздушный компрессор?

Винтовой воздушный компрессор Основные сведения: Винтовой воздушный компрессор содержит два взаимосвязанных спиральных ротора, которые вращаются в противоположных направлениях внутри своего корпуса.По всему компрессору окружающий воздух наполняется и циркулирует через нагнетательный клапан, где воздух оказывается в ловушке между двумя винтовыми роторами. По мере вращения винтов давление начинает увеличиваться за счет уменьшения объема воздуха.

Во многих случаях воздушные компрессоры будут иметь мощность двух винтов, что необходимо для многих крупномасштабных производств. В редких случаях некоторые винтовые воздушные компрессоры содержат только один винт, но используются только во время охлаждения.

Типы винтовых воздушных компрессоров

Ротационно-винтовой воздушный компрессор имеет два основных типа масла: безмасляное или маслонаполненное.Основное различие между ними заключается в наличии масла в воздушной части.

Разница между безмасляным и маслонаполненным винтовым компрессором

Анимация винта лысхолма внутри ротационного винтового воздушного компрессора.

Внутри маслозаполненного винтового компрессора тонкая масляная пленка находится между охватываемым ротором (вращаемым двигателем) и охватывающим ротором (вращаемым охватываемым ротором). Масло действует как гидравлическое уплотнение для винтовой части и передает механическую энергию, отвечающую за вращение винтов.Он также действует как охлаждающая жидкость для сжатого воздуха при высоких температурах.

В безмасляном винтовом компрессоре нет уплотнения между винтами с наружной и внутренней резьбой. Вместо этого синхронизирующие шестерни используются для синхронизации вращения винтов, когда двигатели не будут иметь прямого контакта друг с другом. Поскольку в воздушной части нет масляного уплотнения, между роторами будет присутствовать некоторый зазор.

Какие основные части составляют винтовой воздушный компрессор?

Чтобы лучше понять основы ротационного винтового воздушного компрессора, вам необходимо понять различные компоненты и то, как они работают.Давайте углубимся в детали воздушного компрессора и в то, как работает каждый компонент.

Роторы/ролики

Роторы или ролики являются сердцевиной винтового компрессора. Они идут парами и находятся внутри цилиндров компрессора. Роторы вращаются с высокой скоростью, создавая трубопровод, по которому всасываемый воздух проходит, сжимается и выходит из системы.

Цилиндры сжатия

Ротационно-винтовые воздушные компрессоры включают главный цилиндр сжатия, в котором размещены ролики.Когда воздух собирается, он проходит через камеру цилиндра и попадает в блокирующиеся вращающиеся роторы.

Воздушные фильтры

Воздушные фильтры — это один из многих слоев фильтров в ротационном компрессоре. Воздушный фильтр находится внутри открывающего клапана компрессора, где он улавливает пыль, частицы и влагу. Это предотвращает их повреждение внутренней части машины.

Масляные фильтры

Для винтовых компрессоров с масляной смазкой масляные фильтры размещают как внутри стенок вращающейся камеры, так и вблизи нагнетательных клапанов.Эти фильтры предназначены для просеивания масла из сжатого воздуха. Масляная смазка необходима, поскольку она обеспечивает охлаждение, необходимое для компрессионных машин, которые имеют тенденцию выделять большое количество тепла.

Подшипники

Подшипники на обоих концах ротора, чтобы роторы оставались на месте. Это связано с тем, что концы ротора постоянно вращаются.

Всасывающий клапан

Этот компонент находится в верхней части компрессорного блока и отвечает за первоначальный отбор газа. Во время ступенчатого управления агрегата всасывающие клапаны открываются, позволяя воздуху проходить внутрь.

Выпускной клапан

Нагнетательные клапаны расположены на противоположном конце всасывающего клапана и начинают конец цикла сжатия. Теперь сжатый воздух подается через выпускной клапан и выпускается либо в накопительный бак, либо в резервуар для хранения, либо в выпускную трубу для немедленного применения.

Двигатель Двигатели

автоматически приводят в действие вращение роликов, помогая использовать все возможности сжатия машины.

Система управления

Этот компонент необходим, когда операторы считывают и оценивают общее состояние и производительность устройства. Система управления отображает и контролирует различные компоненты компрессора – параметры работы, холостого хода и остановки.

Резервуары для хранения

Резервуары для хранения получают сконденсированный воздух от выпускного клапана, где он находится, и поддерживают давление до тех пор, пока он не понадобится.

Сепараторы

В компрессорах с впрыском масла резервуары-сепараторы используются как еще одна тактика защиты от смесей нефти и газа.T может повредить чистоте потока сжатого газа.

Прокладки и уплотнения

Прокладки и уплотнения обеспечивают блокировку, герметичность и отсутствие утечек внутри и снаружи винтового компрессора.

Обслуживание винтового воздушного компрессора

Теперь, когда вы знаете основы работы винтового воздушного компрессора, давайте рассмотрим его техническое обслуживание. Как и любой компрессор, винтовые воздушные компрессоры требуют регулярного технического обслуживания. Самое замечательное в обслуживании ротационного воздушного компрессора то, что это легко.Выполняя техническое обслуживание, ваше устройство будет работать более продуктивно в течение более длительного периода времени. Не говоря уже о времени и деньгах, которые вы сэкономите на экстренном ремонте.

Чтобы убедиться, что вы соблюдаете правильную программу обслуживания, мы предоставили список ниже, чтобы сделать вашу процедуру обслуживания максимально простой.

Ежедневно

  • Проверить нормальную работу всех датчиков и индикаторов
  • Проверить уровень масла
  • Фильтр линии управления сливом
  • Поиск утечек масла
  • Прислушайтесь и почувствуйте любые необычные шумы или вибрации

Еженедельно

  • Проверить работу предохранительного клапана
  • Опорожнить любые воздушные ресиверы в системе
  • Слить воду из масла
  • Убедитесь, что влагоотделитель сливается правильно

Ежемесячно

  • Обслуживание воздушного фильтра по мере необходимости (если в фильтрах часто скапливается грязь, заменяйте их ежедневно или еженедельно)
  • Очистите ребра доохладителя и маслоохладителя (только с воздушным охлаждением)
  • Протрите весь блок

Каждые 3 месяца

  • Получение образцов синтетического масла
  • Заменить масляный фильтр компрессора
  • Замена нефтяного масла
  • Осмотреть агрегат и проверить затяжку всех болтов
  • Проверьте ток полной нагрузки
  • Проверьте все настройки давления

Ежегодно

  • Замена маслоотделителя каждые 2–4 года при использовании синтетического масла
  • Заменить воздушный фильтр
  • Смажьте двигатели
  • Проверить систему защитного отключения
  • Обратитесь к квалифицированному специалисту по обслуживанию

Журналы винтового воздушного компрессора

Используйте приведенный ниже журнал, чтобы лучше отслеживать техническое обслуживание.

Краткий обзор основ винтового воздушного компрессора 

Два вращающихся в противоположных направлениях винта приводят в действие винтовые воздушные компрессоры. Они часто тише и эффективнее, чем их поршневые аналоги. Роторные воздушные компрессоры предназначены для непрерывной работы — более 8 часов в день и используются, когда необходимы большие объемы воздуха под высоким давлением. Они также имеют длительный срок службы, что делает винтовые воздушные компрессоры отличной долгосрочной инвестицией. Износ минимален из-за отсутствия контакта металла с металлом.Наконец, обслуживание этих систем относительно простое.

Составьте план профилактического обслуживания для обеспечения долгосрочной надежности вашего оборудования вместе с Rasmussen Mechanical Services уже сегодня! Позвоните нам по телефону 1-800-237-3141 , напишите по электронной почте [email protected] , пообщайтесь с агентом службы поддержки или свяжитесь с нами через Интернет.

Как работают компрессоры природного газа: видеообзор

Как работают компрессоры природного газа

Компрессоры природного газа

работают за счет механического повышения давления газа поэтапно (или пошагово), пока оно не достигнет желаемой точки подачи.Начальное давление и желаемое конечное давление определяют, сколько ступеней будет иметь компрессор.

В видео выше мы рассмотрим основные типы компрессоров природного газа, используемых в нашей отрасли, и объясним различия между компрессорами низкого и высокого давления.

Почему мы сжимаем газ?

Компрессия используется в каждом секторе нашей промышленности, когда обычно не существует условий для протекания различных процессов.

Производители сжимают природный газ по ряду причин.

  • Upstream — производители часто используют компрессию для закачки газа обратно в скважину, чтобы облегчить подъем жидкости на поверхность. Они также используют его для сжатия газа низкого давления из резервуаров, устройств управления и другого оборудования, чтобы помочь избавиться от летучих выбросов (VRU).
  • Средний поток — в среднем потоке сжатие используется для перемещения газа из одного места в другое по трубопроводу на несколько миль.
  • Downstream — в секторе Downstream он помогает удалять жидкости в соответствии с потребительскими требованиями и требованиями безопасности.

Поршневые компрессоры

В нефтегазовой отрасли используются два основных типа компрессоров: поршневые и винтовые.

В поршневом компрессоре природного газа для сжатия газа используются поршни и принудительное вытеснение. Газ поступает в коллектор, течет в цилиндр сжатия, затем выпускается под более высоким давлением.

В видео мы показываем внутреннюю работу и путь потока 3-ступенчатого поршневого компрессора. Входной поток или «сторона всасывания» компрессора начинается с 30 фунтов на квадратный дюйм и 80 ° F.Он поступает во входной скруббер, и любая свободная жидкость выпадает. Поршневой компрессор имеет три ступени сжатия.

  1. На первом этапе сжатия поршни будут сжимать газ до 155 фунтов на квадратный дюйм, а температура повысится до 260°F. Выходя из первой ступени, он попадает в интеркулер. Это охлаждает газ до 120 °F.

    При нагреве и охлаждении газа вместе со сжатием из газа выпадает больше жидкости. Отсюда он поступает в другой скруббер, чтобы жидкости могли выпадать.

  2. Вторая стадия сжатия увеличивает давление до 490 фунтов на квадратный дюйм, а температура также нагревается до 270°F. оттуда он возвращается через охладитель, чтобы снова снизить температуру до 120 ° F. при большем давлении и охлаждении в последнем скруббере выпадет больше жидкости.
  3. На третьей ступени сжатия достигается давление до 1200 фунтов на квадратный дюйм и 240 ° F. Опять же, горячий газ проходит через охладитель и выходит из нагнетания при 120 ° F. Некоторые производители пропускают газ через последний скруббер, чтобы дать возможность оставшимся жидкостям выпасть.

Винтовые компрессоры

В винтовом компрессоре для сжатия газа используются два зацепляющихся винта или ротора. Газ поступает на сторону всасывания и движется по резьбе. При этом он сжимается, а затем выходит на стороне нагнетания под более высоким давлением.

Винтовые компрессоры

обычно используются для более низкого давления и меньшего объема, например VRU.

Компрессор природного газа, размеры

Небольшой компрессор природного газа, такой как одноступенчатый компрессор на видео, может использоваться для сбора летучих газов и отправки в камеру сгорания или факел.Он известен как блок улавливания паров или VRU.

Компрессоры предназначены не только для природного газа. Многие производители предпочитают сжимать воздух, чтобы использовать его для питания приборов, сокращая выбросы и снижая воздействие на окружающую среду.

Компрессоры среднего размера можно найти на устье скважины (нагнетание газа) или в небольшие системы сбора (трубопровод), в то время как компрессорные станции являются «двигателями», питающими трубопровод. Размер и количество компрессоров варьируются в зависимости от диаметра трубы и объема перемещаемого газа.

Самые большие компрессоры вы найдете на компрессорных станциях. Это «двигатели», которые питают трубопровод. Размер и количество компрессоров варьируются в зависимости от давления и объема перемещаемого газа.

Чтобы поговорить со специалистом об оптимизации вашего компрессора, обратитесь в местный магазин Kimray или к авторизованному дистрибьютору.

типов компрессоров | Диплом инженера-механика Тематические заметки и решения

Q.1. Классифицировать воздушные компрессоры.

Ответ: В основном компрессоры бывают двух типов,

Воздушные компрессоры прямого вытеснения,
, в которых давление воздуха создается за счет механического уменьшения его объема.

Воздушные компрессоры динамического типа, в которых давление в воздухе создается за счет динамического эффекта, т. е. придания воздуху движения и последующего преобразования скорости в статическое
давление. Различные типы воздушных компрессоров Кроме того, воздушные компрессоры можно классифицировать по разным основаниям следующим образом:

По мобильности: как переносной компрессор, стационарные компрессоры.

По приводу: напр. с приводом от дизельного двигателя, с приводом от двигателя и т. д.

По этапам операции: e.грамм. одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.

По геометрии расположения цилиндров: напр. вертикальные, горизонтальные, V-образные и т. д.


Q.2. Объясните с помощью эскиза одноступенчатого поршневого воздушного компрессора одностороннего действия

.

Ответ: Поршневые компрессоры обычно используются в пневматических системах. Самая простая форма — одноцилиндровый компрессор, показанный на рисунке. Он производит один импульс воздуха за ход поршня. Когда поршень движется вниз во время такта впуска, впускной клапан открывается, и воздух всасывается в цилиндр.Когда поршень движется вверх, впускной клапан закрывается, а выпускной открывается, что позволяет вытеснить воздух. Клапаны подпружинены. Одноцилиндровый компрессор дает значительное количество импульсов давления на выпускном отверстии. Развиваемое давление составляет около 3-40 бар. Основное ограничение этого компрессора заключается в том, что он подает пульсирующий воздух. Кроме того, если требуется большее давление, он становится все более громоздким.


Q.3. Объясните с помощью схемы Одноступенчатый поршневой воздушный компрессор двойного действия

.

Ответ: Поршневой воздушный компрессор двойного действия похож на поршневой насос двойного действия. Он состоит из следующих частей:

1) Цилиндр

2) Поршень, шток и шатун.

3) Картер и картер

4) Два всасывающих и два нагнетательных клапана.

5) Один впускной порт и один выпускной порт. Используется четырехрычажный механизм.

Имеется 4 клапана (2 всасывающих и 2 нагнетательных клапана), показанных на рисунке A, B, C, D.Существуют охлаждающие вентиляторы, аналогичные компрессорам одностороннего действия. Кривошип вращается на электродвигателе/двигателе/турбине. В этом компрессоре сжатие воздуха происходит с обеих сторон поршня. Когда кривошип вращается, поршень начинает совершать возвратно-поступательные движения. Когда поршень опускается и достигает «нижней мертвой точки поршня», воздух поступает через порт «А» из-за вакуума, создаваемого при движении вниз. Когда поршень начинает двигаться вверх, воздух начинает сжиматься. Когда поршень достигает «верхней мертвой точки поршня», ход завершается, и воздух полностью сжимается и выходит через нагнетательный клапан «В» в воздушный ресивер.Во время этого движения вверх вакуум создается с другой стороны (со стороны штока поршня) поршня. Всасывающий клапан «С» открывается, и воздух поступает. Когда поршень начинает опускаться, этот воздух, прошедший через клапан «С», сжимается, и сжатый воздух выходит
через нагнетательный клапан «D» в воздушный ресивер. При этом нисходящем движении воздух поступает через клапан «А», и весь цикл повторяется.


Q.4. Объясните с помощью схемы двухступенчатого поршневого воздушного компрессора одностороннего действия

.

По мере увеличения давления воздуха его температура повышается.Необходимо снизить температуру воздуха, чтобы избежать повреждения компрессора и других механических элементов. Многоступенчатый компрессор с промежуточным охладителем показан на рисунке выше. Он используется для снижения температуры сжатого воздуха на стадиях сжатия. Промежуточное охлаждение уменьшает объем воздуха, который раньше увеличивался из-за тепла. Сжатый воздух из первой ступени поступает в промежуточный охладитель, где охлаждается. Этот воздух подается на второй этап, где он снова сжимается.Многоступенчатый компрессор может развивать давление около 50 бар.

Винтовой компрессор — это один из воздушных компрессоров ротационного типа, который широко используется в современных установках со сложным управлением. Винтовой компрессор, как следует из названия, состоит из двух вращающихся винтов. Оба винта синхронизируются либо внешними синхронизирующими шестернями, либо одним винтом, приводящим в движение другой посредством контакта. При вращении винта воздух втягивается в корпус, захватывается между винтами и переносится к выпускному отверстию, куда он подается постоянным безпульсивным потоком.

Рабочий :
Когда роторы вращаются, воздух всасывается через впускное отверстие, чтобы заполнить пространство между охватываемой частью и охватывающей канавкой. По мере того как роторы продолжают вращаться, воздух проходит через всасывающее отверстие и герметизируется в межлопастном пространстве. Захваченный воздух перемещается в осевом и радиальном направлении и сжимается за счет прямого уменьшения объема, поскольку зацепление лопастей компрессора
постепенно уменьшает пространство, занимаемое газом, с увеличением давления. Одновременно с этим процессом масло впрыскивается в систему
.Масло герметизирует внутренние зазоры и поглощает тепловую энергию, выделяющуюся при сжатии. Сжатие воздуха продолжается до тех пор, пока межлопастное пространство
не сообщится с нагнетательным окном в корпусе. Сжатый воздух выходит из корпуса через выпускное отверстие. Рабочие части компрессора никогда не подвергаются
жестким рабочим температурам, так как охлаждение происходит непосредственно внутри компрессора. Масло отделяется в маслоотделителе, охлаждается в маслоохладителе и возвращается обратно в компрессор через масляный фильтр.

 

 
 

 

 

From Bellows to Beyond – Краткая история воздушного компрессора

Сжатый воздух, который часто называют четвертой утилитой, является одной из движущих сил современной жизни. Воздушные компрессоры являются ключевым компонентом в ряде отраслей и услуг, включая строительство, производство, промышленность, автомобилестроение, фармацевтику, продукты питания и напитки, сельское хозяйство и многое другое. Люди во всем мире полагаются на сжатый воздух для успеха своего бизнеса и помогают выполнять задачи самыми неожиданными способами.Но вы когда-нибудь задумывались, как такая ключевая машина оказалась там, где она есть сегодня?

Мехи, инкрустированные перламутром и оловом, голландцы, 17 век; в Музее Виктории и Альберта, Лондон,

Первый воздушный компрессор — человеческое легкое — восходит к зарождению человечества. Поскольку человеческое тело может выдыхать воздух, первобытные люди использовали собственное дыхание, чтобы дуть на пепел и разжигать огонь. Но здоровые легкие могут создавать давление воздуха только от 0,02 до 0,08 бар. Когда люди начали плавить такие металлы, как золото, медь и олово, потребовались более высокие температуры и более мощный источник воздуха.Здесь началась эволюция воздушного компрессора, начиная с использования ветра и паяльной трубки египетскими и шумерскими металлургами. За этим последовало изобретение первого механического компрессора – мехов с ручным управлением, а затем более эффективных ножных мехов в 1500 г. до н.э. Это устройство, гибкий мешок, объем которого можно было изменять путем сжатия или расширения, создавало концентрированный поток воздуха, идеально подходящий для разжигания огня при более высокой температуре.

Перенесемся в 1762 год, когда Джон Смитон, первый профессиональный инженер, сконструировал продувочный цилиндр с приводом от водяного колеса, который постепенно заменил сильфон.Позже, в 1776 году, английский изобретатель по имени Джон Уилкинсон представил более эффективную взрывную машину, которая могла производить большое давление воздуха, что стало ранним прототипом всех механических компрессоров.

С годами эти прототипы совершенствовались и развивались, и в 1829 году был запатентован первый составной воздушный компрессор, устройство, которое сжимало воздух в последовательных цилиндрах.

Одним из первых применений сжатого воздуха было рытье тоннеля под горой Сени в Швейцарских Альпах.Туннель начался с того, что рабочие бурили вручную, расчищая 9 дюймов в день. Но в 1862 году, через четыре года после начала проекта, в пневматические буры был введен сжатый воздух, и тогда проект был завершен всего за 14 лет — вдвое быстрее, чем ожидалось.

Тем временем происходила Вторая промышленная революция, и в Соединенных Штатах происходили преобразования. Благодаря достижениям в производстве стали, химикатов и электричества заводы начали брать верх, а города начали расти с помощью сжатого воздуха.Потребительские и промышленные товары, которые когда-то приходилось изготавливать вручную, теперь использовали стационарные машины на фабриках и могли производиться в больших количествах.

На рубеже веков были представлены переносные компрессоры на колесах, и к 1910 году они чаще всего имели один большой одноступенчатый компрессионный цилиндр, приводимый в движение горизонтально паровым или масляным двигателем. Развитие портативных компрессоров было быстро стимулировано изобретением легкой пневматической дрели, которая помогла в строительстве городских небоскребов и пригородных поселков.С помощью портативного сжатого воздуха промышленная революция привела к тому, что строительство дорог, мостов и развитие железных дорог открыло новые экономические возможности для фермеров, владельцев фабрик и различных предприятий для расширения рыночного потенциала и прибыльности. Этот период процветания также был наполнен изобретателями и производителями, которые искали способы улучшить повседневную жизнь американских семей, быстро разрабатывая и распространяя современные приборы и устройства, массово производя и упаковывая обработанные пищевые продукты и многое другое — и все это благодаря помощи сжатого воздуха. и пневматические инструменты.

В 1933 году был изготовлен первый двухступенчатый переносной компрессор с воздушным охлаждением, а вскоре после этого были установлены стандартные размеры и номинальные характеристики по фактической свободной подаче воздуха.

Позднее шведский профессор Альф Лисхольм сконструировал первый двухвинтовой компрессор, работая над паровыми и газовыми турбинами. Винтовой компрессор был запатентован в Швеции в 1935 году, а затем распространился по всему миру, включая Америку.

И по мере того, как продолжалось глобальное развитие, люди начали придумывать новые способы использования этой технологии, например, в горнодобывающей промышленности, особенно в США, где сжатый воздух приводил в действие не только буровые установки, но и другие машины, такие как подъемные, насосные и штамповочные машины.

Воздушные компрессоры, возможно, неэффективные и ненадежные до 20-го века, выдержали испытание временем и имеют жизненно важное значение для производительности почти каждой отрасли и мировой экономики в целом. Сегодня воздушные компрессоры продолжают развиваться в области технологий и диверсифицировать предложения, чтобы идти в ногу с постоянно меняющимися потребностями и запросами бизнеса.

Итак, в следующий раз, когда вы включите свой воздушный компрессор, это сложное оборудование, которое необходимо в повседневной работе, подумайте о силе потребности и идеи, а также о том, какой путь человеческого творчества и решимости потребовался, чтобы достичь этого.

 

Примечания

  1. Факультет автоматического управления — Лундский университет
  2. http://archive.control.lth.se/media/Education/DoctorateProgram/2012/HistoryOfControl/Alina-Surge.pdf
  3. Businesshistory.ca
  4. https://www.businesshistory.ca/air-compressors-исторический-обзор/
  5. Шведский национальный биографический словарь
  6. https://sok.riksarkivet.se/SBL/Presentation.aspx?id=9978
  7. История.ком
  8. https://www.history.com/news/second-industrial-revolution-advances
  9. Британская энциклопедия
  10. https://www.britannica.com/technology/bellows
  11. Справочник CAGI: Глава 2
  12. https://www.cagi.org/education/handbook.aspx
  13. Wondersoftheworldengineering.com
  14. https://wondersofworldengineering.com/alpine-tunnels.html

Воздушный компрессор | Типы, компоненты и области применения:

Основная цель этой статьи — объяснить воздушный или газовый компрессор и различные типы воздушных компрессоров.Компрессоры необходимы практически во всех отраслях промышленности.

Что такое компрессор?

Машина с механическим приводом, которая повышает давление жидкости за счет уменьшения ее объема , называется Компрессор . Если компрессор использует газ в качестве рабочей жидкости, он называется газовым компрессором . Однако если компрессор использует воздух в качестве рабочей жидкости, он называется воздушным компрессором .Естественно, в компрессоре газ сжатого воздуха нагревается.

Воздушный компрессор также является особым типом машины, работающей на сжатом воздухе и используемой в различных отраслях промышленности. Воздушный компрессор получил всемирное признание после его открытия в 1875 году.

С помощью воздушных компрессоров люди могли экономить свое время и деньги практически в любой работе. Выяснилось даже, что эти устройства оказали большое влияние на жизнь людей.Много работы взяли на себя люди, которые смогли сократить свою работу, и это привело к значительному повышению производительности труда людей и уровня их производительности. Это основная причина резкого роста спроса на компрессоры.

 

Компрессор работает подобно насосу. Но их работа немного отличается. Но как насосные, так и компрессорные механические устройства повышают давление жидкости.

Как работает компрессор?

Основной принцип работы газового или воздушного компрессора можно легко понять.В основном, он работает, изменяя объем газа или воздуха. В нем используется поршень или диффузор для повышения давления рабочей жидкости.

При попадании рабочей жидкости в диффузор скорость жидкости преобразуется в энергию давления.
Таким образом компрессор сжимает газ или воздух. После процесса сжатия сжатый воздух превращается в резервуар для хранения. Многие отрасли промышленности использовали компрессоры для увеличения производства, что привело к развитию многих новых отраслей.
В настоящее время многие компании производят и поставляют воздушные компрессоры для различных отраслей промышленности. Производство этих машин изначально производилось из дерева, но сейчас для их изготовления используются многие современные технологии и материалы.

Многие страны используют воздушные компрессоры в своих интересах. Они используют эти машины, чтобы сэкономить свое драгоценное время, энергию и деньги.

Типы воздушных компрессоров

Наиболее известные типы воздушных компрессоров подробно описаны ниже.

Воздушный компрессор имеет два основных типа:

  1. Объемные компрессоры
  2. Динамические компрессоры

Эти два типа далее делятся на более разные.

1) Объемный воздушный компрессор

Это самый известный тип воздушного компрессора. Функция поршневого компрессора проста.

Эти компрессоры уменьшают объем камеры сжатия за счет подачи воздуха в камеру сжатия через всасываемый воздух.Он сжимает воздух до тех пор, пока давление воздуха не достигнет требуемого. Затем сжатый воздух выдувается из клапана при номинальном давлении, чтобы обеспечить поток воздуха.

Другое определение PD-компрессора , компрессор , который работает, всасывая определенное количество газа или воздуха из впускного отверстия компрессора, а затем принудительно выпуская его через выпускное отверстие компрессора, называется Объемным компрессором (ПД) компрессор .

Компрессоры прямого вытеснения имеют следующие типы:

1.1) Поршневые компрессоры

В этих типах воздушных компрессоров используется поршень или плунжер, который толкает коленчатый вал. Этот поршень или плунжер движется с постоянной скоростью, втягивая воздух, а затем сжимая его. Обычно один привод поршня всасывает воздух в цилиндр, а другой привод его сжимает.

Небольшие поршневые компрессоры мощностью от 5 до 30 лошадиных сил, которые в основном используются в автомобилях и обычно используются для периодической работы.

Большие поршневые компрессоры мощностью более 1000 лошадиных сил обычно используются в нефтяной и крупной промышленности. В крупных отраслях промышленности они используются для таких приложений, как химические заводы, промышленность, нефтеперерабатывающие заводы, а также переработка и доставка природного газа.

Преимущества и недостатки поршневых компрессоров:

Преимущества Недостатки
Они просты в обслуживании. Эти компрессоры производят высокий уровень шума.
Лучше всего подходят для приложений, требующих высокого давления. Это сильно вибрирующее оборудование.
Высокая эффективность и гибкость. Имеет большой размер.
Простой дизайн. Эти насосы не могут обеспечивать постоянный расход.

1.2) Винтовые компрессоры

Это наиболее распространенные типы воздушных компрессоров, используемых в настоящее время.В ротационном винтовом компрессоре воздух всасывается в компрессор, закрывает отверстия и сжимает воздух с помощью двух роторов, которые непрерывно вращаются и проходят через полость. С каждым оборотом давление воздуха постепенно увеличивается, пока не достигнет желаемого давления.

Классификация винтовых компрессоров зависит от типа редуктора, способа охлаждения и ступени. Эти типы воздушных компрессоров обычно производятся в сухом, водяном и масляном исполнении.

Эффективность ротационного компрессора сильно зависит от осушителя воздуха. Винтовые компрессоры имеют небольшое количество компонентов, высокую эффективность, большую производительность, простую конструкцию, пики напряжения и низкую вибрацию, а также могут работать на низкой скорости для регулировки мощности.

Преимущества и недостатки винтовых компрессоров:

Преимущества Недостатки
В них не используется возвратно-поступательный поршень. Их стоимость выше, чем у других поршневых компрессоров.
Они имеют более высокий КПД, чем поршневые компрессоры. Они также требуют тщательного ухода.
Для установки этого компрессора требуется очень мало места. Высокая точность.
Вибрация меньше, чем у других типов. Используется для обработки специального оборудования.
Обладает высокой надежностью. Высокая стоимость обслуживания.
Имеет длительный срок службы.  

1.3) Ионный воздушный компрессор

Ионные компрессоры также называют поршневым насосом для ионной жидкости. Это жидкостно-ионный поршневой водородный компрессор, а не металлический поршень, как у поршневого компрессора с металлической диафрагмой.

Преимущества ионного компрессора:

  • Не требует уплотнения и подшипников
  • Имеет длительный срок службы
  • Этот тип снижает потребление энергии
  • Не требует обслуживания
1

54) Ротационно-пластинчатые компрессоры

Еще одним широко известным компрессором является ротационный воздушный компрессор. В этом компрессоре для сжатия воздуха используются два асимметричных ротора (также известных как спиральные винты).

Ротационно-пластинчатый газовый компрессор состоит из ротора с большим количеством лопаток или лопаток. Эти лопасти фиксируются в радиальном пазу ротора — ротор фиксируется в корпусе более круглой или более сложной конструкции.

При вращении ротора лопасти перемещаются внутрь и наружу из паза и контактируют с корпусом снаружи стенки.Таким образом, лопасти ротора создают серию максимизирующих и минимизирующих объемов. Этот компрессор является самой старой технологией компрессора.

Это использование для таких приложений, таких как для инфляции шин в шинах и колесных цехах, химчистка и краска насосы и т. Д.

Преимуществом и недостатки лопастного компрессора:

Преимущества Недостатки
Имеет простую конструкцию. Используется для ограниченного применения.
Высокая эффективность. Они производят высокие вибрации во время
работы
Низкая начальная стоимость. Этот компрессор имеет большое количество
вращающихся компонентов.
Имеет компактный размер. Из-за большого количества движущихся частей
дорого обходятся в обслуживании.
Простая конструкция.  

1.5) Компрессор с роликовым поршнем

Вращающийся поршень воздушного компрессора этого типа действует как разделение между ротором и лопастью.Этот поршень толкает газ к неподвижным лопастям. Два таких компрессора можно закрепить на одном валу, чтобы уменьшить шум и вибрацию и увеличить производительность. Беспружинная версия известна как поворотный компрессор.

Этот газовый компрессор более эффективен, чем поршневой компрессор, поскольку между поршнем и корпусом компрессора теряется меньше места.

При заданной производительности объем поршневого компрессора уменьшается на 40-50%, а вес увеличивается.У него меньше вибраций, меньше деталей. Он более надежен по сравнению с поршневым компрессором.

Преимущества и недостатки роликовых поршневых компрессоров:

Преимущества Недостатки
Низкая стоимость обслуживания. Имеет низкую эффективность.
Имеет низкую начальную стоимость. Бесшумная работа.
Простое управление. Эти компрессоры имеют низкий КПД.

1.6) Спиральный компрессор

Спиральные компрессоры также называются спиральными вакуумными насосами или спиральными насосами. В этих типах воздушных компрессоров используются две смещенные спиральные лопасти для сжатия или перекачивания различных жидкостей, таких как воздух, газы и жидкости. Форма лезвия может быть смешанной кривой или спиралью Архимеда.

Эти типы компрессоров работают без сбоев при более низком пределе производительности, чем другие типы компрессоров.Он тише и надежнее.

Обычно один виток имеет навеску, а другой эксцентричен и не вращается, перекачивая, захватывая или сжимая карманы доступного воздуха между витками.

Они используются для таких применений, как жилые помещения, кондиционеры, морские контейнеры, холодильники для фруктов и продуктов питания, вакуумные насосы, грузовые перевозки и т. д. Недостатки Имеет небольшой вес. Небольшая вместимость. Обеспечивает поток газа с низкой пульсацией. Они имеют высокую стоимость. Бесшумная работа.   В нем всего несколько подвижных компонентов.   Обладает высокой прочностью.  

1.7) Мембранный компрессор

Этот тип воздушного компрессора представляет собой консервативный поршневой компрессор.В этих компрессорах сжатие газа или воздуха происходит при движении гибкой диафрагмы, а не впускного компонента.

Движение вперед и назад рукояток диафрагмы с помощью коленчатого вала и шатунного механизма. Когда есть необходимость в сжатии газа, то только коробка компрессора и мембрана контактируют с газом. Степень изгиба и материал мембраны влияют на срок службы устройства.

Компрессоры с силиконовой или резиновой диафрагмой могут выдерживать очень большие глубины прогиба.Тем не менее, из-за низкой прочности этих компрессоров их использование в устройствах с низким давлением ограничено, и требуется замена, если пластик становится хрупким. Они используются во многих приложениях, таких как сжатый природный газ (СПГ) и водородные установки.

Преимущество и недостатки компрессоров диафрагмы:

Преимущества Недостатки
Они поставляют безмасляные сжатия. Мембрана или диафрагма
этого компрессора имеет низкий срок службы.
Обеспечивает плотное сжатие. Он не может саморегулироваться.
Низкая нагрузка на подшипники коленчатого вала. Обеспечивает низкий расход.
Бесшумная работа.

Подробнее: Компрессор диафрагмы

Типы динамического воздушного компрессора

Типы динамических компрессоров приведены ниже.

2.1) Центробежные компрессоры

Центробежный компрессор относится к наиболее известным типам воздушных компрессоров. Он использует вращающуюся крыльчатку или диск в корпусе, чтобы подталкивать газ или воздух к лопастям крыльчатки. Лопасти рабочего колеса увеличивают скорость газа. Диффузор преобразует энергию скорости газа в давление. После этого газ передается в нужное место.

Эти компрессоры в основном используются для постоянного фиксированного применения в таких отраслях, как нефтехимические заводы, газовые, химические заводы и заводы по переработке нефти.Его применение варьируется от 100 л.с. до тысяч л.с. С помощью различных модификаций можно достичь высокого выходного давления выше 6,9 МПа (1000 фунтов на кв. дюйм).

Эти типы воздушных компрессоров наиболее широко используются в системах кондиционирования воздуха, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и крупных холодильных установках.

Преимуществом и недостатки центробежных компрессоров:

Преимущества 48 Недостатки
У него мало веса. Не подходит для приложений с высокой степенью сжатия.
Простая конструкция. Проблемы с захлебыванием, остановкой и помпажем.
Простота обслуживания. Создает ограниченное давление.
Имеет более низкую стоимость, чем поршневой компрессор. Имеет более низкий КПД, чем поршневой компрессор.
Энергоэффективный.  

2.2) Осевые воздушные компрессоры

Осевой компрессор — это разновидность динамического компрессора. Это очень известные типы воздушных компрессоров, которые используются, когда требуется компактная конструкция или высокая производительность. Осевой компрессор использует ряд веерообразных воздушных лопастей для постепенного сжатия жидкости.

Крылья этого типа расположены попарно, одно в неподвижном ряду, а другое в вращающемся ряду. Вращающаяся лопасть воздуха, также известная как ротор, ускоряет жидкость. Неподвижные лопасти (также называемые лопастями или статорами) замедляют и меняют направление потока жидкости, подготавливая лопасти ротора к следующему шагу.

Эти типы компрессоров требуют большого количества компонентов. Им нужен качественный материал для строительства. Поэтому осевые компрессоры являются экспансивными. Эти типы компрессоров используются на АГНКС и всех газовых турбинах.

Преимущество и недостатки осевого компрессора:

Преимущества 48 Недостатки
Это более эффективно, чем другие виды компрессора. Имеет относительно высокую стоимость.
Имеет степень высокого давления. Имеет более сложную конструкцию, чем другие динамические компрессоры.
Лучше всего подходит для многоступенчатой ​​обработки. Эти компрессоры имеют большой вес.
Имеет более низкую стоимость, чем поршневой компрессор. Имеет более низкий КПД, чем поршневой компрессор.

Как пользоваться воздушным компрессором?

Оператору воздушных компрессоров необходимы базовые навыки и подготовка для их эксплуатации.Во-первых, прочитайте инструкцию по эксплуатации и составьте список технического обслуживания в соответствии с инструкциями производителя. Затем составьте схему использования вашего воздушного компрессора и управляйте им в соответствии с ней.

Ниже приведены основные шаги, необходимые для использования воздушного компрессора.

  1. Обеспечьте безопасную эксплуатацию
  2. Закрепите незакрепленные детали
  3. Наденьте СИЗ
  4. Проверьте уровень масла в топливном насосе
  5. Подсоедините пневматические инструменты
  6. Удалите влагу из ресивера
  7. Проверьте уровень масла в баке ресивер для воздуха
  8. Регулировка обратного клапана
  9. Обеспечение дополнительных проверок
1) Обеспечение безопасной эксплуатации

Очень важно не погружать электрические компоненты воздушного компрессора в воду и держать их подальше от воды. .Это может привести к поражению электрическим током.

Обычно оператор держит электрический выпускной клапан вдали от влажных поверхностей. Если пневматические воздушные компрессоры активированы, то замена масла и дозаправка могут вызвать проблемы с безопасностью. А также используйте машину, пока она остывает.

Также не забывайте подключать компрессоры к электрической розетке, оснащенной громоотводом. Огнетушитель также должен быть размещен в важном месте рядом с оборудованием.

Давление на входе не должно превышать 90 фунтов на квадратный дюйм, если только внутреннее давление компрессоров не высокое.Потому что это более высокое давление воздуха может повлиять на работу пневматических инструментов. Поэтому очень важно понимать потребности в воздухе систем распределения воздуха, осушителей, инструментов и другого оборудования.

2) Затяните ослабленные детали

Проверьте и затяните ослабленные детали в фитингах и соединителях, поскольку они могут ослабнуть из-за вибрации системы сжатия. Как правило, вибрация ослабляет гайки, винты и болты. Поэтому взгляните на эти детали и подтяните их, если они ослаблены.

3) Носите СИЗ (средства индивидуальной защиты)

Всегда надевайте средства индивидуальной защиты (СИЗ) перед эксплуатацией воздушного компрессора. Перед работой с оборудованием оператор должен надеть сапоги, защитные очки, каски и перчатки.

В случае несчастного случая на рабочем месте средства индивидуальной защиты могут предотвратить тяжелые травмы работника. Надлежащие средства индивидуальной защиты также снижают риск нанесения ущерба окружающей среде.

4) Проверка уровня масла в насосе воздушного компрессора

Очень важно проверять уровень масла в компрессорах с масляной смазкой перед их эксплуатацией.Это поможет вам предотвратить повреждение оборудования.

Напротив, если у вас безмасляный воздушный компрессор, вам не нужно проводить регулярную проверку смазки. Перед извлечением заглушки масляного фильтра убедитесь, что питание отключено.

5) Подсоедините пневматические инструменты

При использовании быстроразъемного приспособления потяните и отпустите пружинный хомут и надежно подсоедините его к компрессору.

Убедитесь, что пневматические инструменты правильно подключены к воздушному шлангу компрессора.Убедитесь в отсутствии утечки воздуха из впускного клапана пневматического инструмента.

6) Слейте влагу из воздушных баллонов

По мере увлажнения бака из атмосферы компрессия удерживает пары. Такая ситуация часто возникает с воздушными компрессорами во влажную погоду. Поэтому для правильной работы оборудования необходимо сливать влагу из воздушного резервуара.

После завершения работы оператор может разблокировать сливной клапан под ресивером для слива увлажненного воздуха.Перед регулярным выпуском воды необходимо сбросить давление воздуха в резервуаре.

7) Проверка уровня масла

Проверяйте и заменяйте смазочное масло в компрессоре после каждого использования. Потому что масло очень важно для поршня вашего оборудования. Это масло помогает поршню двигаться вперед и назад.

Если недостаточно смазать поршень, он может выйти из строя. Производитель также рекомендует оператору заправлять маслосмазывающий насос через 500-1000 часов работы.

8) Заполните воздушный ресивер

Почти все компрессоры имеют дренажный клапан для выпуска воздуха или газа. Поэтому убедитесь, что сливной клапан вашего воздушного компрессора. Если у него также есть сливной клапан, закройте его гаечным ключом перед заполнением воздушного резервуара. После закрытия включите питание. Вместо того, чтобы сразу использовать компрессор, дайте насосу поработать несколько минут.

Проверьте манометр воздуха, чтобы убедиться, что компрессор автоматически отключится, когда давление воздуха достигнет 115 фунтов на квадратный дюйм.Экстремальное рабочее давление может колебаться в зависимости от модели воздушного компрессора. Максимальное номинальное давление для некоторых продуктов DEWALT составляет 150 фунтов на квадратный дюйм.

9) Регулировка клапана управления подачей воздуха

Вы можете использовать пневматическую силу пневматических инструментов для настройки регулятора клапана подачи воздуха в соответствии с вашими требованиями. Как правило, поворот клапана управления подачей воздуха по часовой стрелке увеличивает давление воздуха. По сути, этот регулирующий клапан используется для остановки, уменьшения или увеличения давления воздуха или газа.

Следуйте инструкциям производителя в руководстве по продукту, чтобы понять, в каком направлении регулирующий клапан будет увеличивать давление воздуха. Кроме того, внимательное отношение к манометру может обеспечить правильное давление воздуха для инструмента.

10) Обеспечьте дополнительные проверки

Сепараторные элементы компрессоров могут регулировать чрезмерный расход масла. Поэтому оператор должен постоянно контролировать работу воздушного или газового компрессора.Кроме того, элемент сепаратора необходимо заменить после того, как машина проработает примерно 1000 часов.

Как отремонтировать воздушный компрессор?

Если воздушный компрессор нормально запускается в начале дня, но затем останавливается и издает громкий гул при следующих попытках, неисправен «разгрузочный» клапан. Если вы хотите отремонтировать свой компрессор, выполните следующие действия:

  • Во-первых, найдите положение клапана на компрессоре. Этот клапан обычно находится под реле давления.Найдя этот компонент, вы можете определить тип разгрузочного клапана, который можно использовать для его замены.
  • После обнаружения неисправного клапана и заказа детали на замену, следующим шагом будет ремонт компрессора.
  • В целях безопасности перед началом ремонта необходимо полностью отключить устройство.
  • Далее откручиваем сливной клапан под компрессионным баком. Когда сливной клапан открыт, давление в воздушном компрессоре сбрасывается, и его можно легко отремонтировать.
  • Как только воздушный компрессор будет выключен и безопасно сброшен, можно приступать к замене. После сброса давления удалите все кабели, соединенные со старым клапаном. Затем вы можете установить новый «разгрузочный» клапан. При установке нового клапана плотно закрепите его на месте.
  • После завершения процедуры установки включите оборудование для проверки ремонта вашего компрессора и проверки работоспособности клапана.

Ремонт Утечка воздушного компрессора:

Если ваши компрессоры не подают воздух должным образом, и вы чувствуете утечку фитингов, выполните следующие действия, чтобы устранить ее:

  • Для подтверждения утечки сделайте раствор мыла. воды и налейте ее на арматуру.Если из фитинга выходят пузыри, это означает, что фитинг негерметичен.
  • Выключите воздушный компрессор
  • Сбросьте давление в ресивере
  • Удалите штуцер, откуда образовывались пузыри.
  • Возьмите тефлоновую водопроводную ленту и оберните ее вокруг протекающего фитинга.
  • После этого процесса включите оборудование и проверьте работоспособность.

Применение компрессора
  1. Используется на заводе по производству природного газа для целей переработки газа.
  2. Использование на нефтеперерабатывающих заводах.
  3. Нефтяные заводы.
  4. Воздушный компрессор используется в холодильниках для отвода тепла от циклов хладагента.
  5. Используется в газовых турбинах.
  6. Реактивные двигатели также имеют компрессоры.
  7. Они используются в водолазном баллоне для компрессора и подачи газа для дыхания.
  8. Компрессоры чаще всего используются в тепловых насосах и кондиционерах.
  9. Используется на подводных лодках.
  10. Использование компрессоров на нефтеперерабатывающих заводах.
  11. Используются в паровых турбинах.

Что такое бесплатная подача воздуха в воздушном компрессоре?

Свободная подача воздуха  это объем воздуха, который компрессор всасывает из атмосферы , сжимает и выбрасывает  в ресивер, баки, трубы или воздухораспределитель.

Концепция свободной подачи воздуха часто используется для сравнения пропускной способности компрессора по жидкости.

Например, если вы хотите рассчитать пропускную способность нескольких компрессоров, вам необходимо сравнить подачу жидкости на одном уровне (т.е., при тех же условиях (давление и температура)). Таким образом, свободная подача воздуха  – это количество воздуха , подаваемое на  выпуск , но при  условиях впуска .

Чтобы сравнить несколько компрессоров, вы можете использовать NPT в качестве входного условия и рассчитать подачу свободного воздуха для каждого компрессора при этих условиях. Эти компрессоры обеспечивают большую подачу воздуха и, следовательно, максимальную производительность по жидкости.

V1 — это свободная подача воздуха компрессора.

Почему в холодильном цикле используется компрессор?

Все практические потребляющие или производящие энергию устройства работают по циклу. Цикл охлаждения состоит из 4 процессов (подвод тепла, отвод тепла, сжатие и расширение). После объединения этих процессов мы получаем непрерывную работу (в данном случае охлаждение). Таким образом, компрессор является важным оборудованием для холодильных установок и кондиционеров.

Основной задачей компрессора является повышение температуры и давления хладагентов в холодильном цикле.Компрессор выполняет две задачи в холодильном цикле, которые приведены ниже:  

  • Первая задача — повысить давление и температуру хладагентов, чтобы обеспечить прохождение хладагентов в системе. Потому что без перепада давления хладагент не может течь в системе. Он преобразует влажный или сухой насыщенный пар во влажный, сухой насыщенный или перегретый пар.
  • Вторая функция компрессора заключается в том, что он помогает высвобождать тепло, полученное в испарителе, в атмосферу.Потому что при более низкой температуре тепло не может быть отброшено в атмосферу.   Теперь, когда давление и температура хладагента увеличиваются до значения, превышающего температуру атмосферы, происходит передача тепла от хладагента в атмосферу.

Таким образом, выделяется тепло, полученное в испарителе, а также тепло, полученное в компрессоре. Поэтому мы используем компрессор в холодильной технике.

Мы также можем заменить компрессор каким-либо другим устройством в устройствах специального типа, например, в системе охлаждения с абсорбцией паров (VARS).Но эти типы систем практически не используются.

В чем разница между насосом и компрессором?
Компрессор Насос
В компрессоре используются сжимаемые рабочие жидкости, такие как воздух или газ. В насосе используются несжимаемые рабочие жидкости, например жидкости.
Увеличивает потенциальную энергию за счет сжатия рабочего тела. Увеличивает кинетическую энергию рабочей жидкости, что дополнительно повышает энергию давления.
Объем меняется от входа к выходу. В насосах нет изменения объема от входа к выходу.
Во время работы должно происходить изменение давления. Изменение давления не является обязательным.
Имеет возможность хранения после сжатия. Не имеет емкости для хранения после прокачки.
Компрессоры дороже насосов. Имеет низкую стоимость.
Имеет высокое значение ΔP и низкое значение Q. Насос имеет низкое значение ΔP и высокое значение Q.

Раздел часто задаваемых вопросов

Для чего используется компрессор?

Компрессор используется для перемещения воздуха или газа из одного места в другое путем увеличения давления воздуха или газа в процессе сжатия. Компрессоры используются для различных применений, таких как хладагенты, производство удобрений, пищевая промышленность, подводные лодки и т. д.

Какие бывают типы компрессоров?

Компрессоры бывают следующих типов:

Что такое компрессор?

Компрессор — это машина, которая перекачивает жидкости из одного места в другое за счет повышения их давления.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.