Kaip veikia priverstinis oro įpūtimas
Varikliui reikia deguonies, kad degalai galėtų sudegti ir sukurti daugiau galios. Kadangi ore deguonies yra tik apie 21 %, į cilindrus tenka paduoti daugiau oro. Tai galima pasiekti didinant variklio darbinį tūrį, keičiant suspaudimo laipsnį, gerinant vožtuvų ir kanalų darbą arba naudojant kompresorių.
Priverstinis įpūtimas leidžia į variklį patekti daugiau oro nei jis įtrauktų pats. Dėl to galima pasiekti maždaug 30–40 % ar didesnį galios prieaugį, jei tam pritaikyta degalų sistema, galvutės ir vidinės detalės. Vis dėlto suslėgtas oras kaista, todėl dažnai naudojamas tarpinis aušintuvas. Jis padeda sumažinti temperatūrą, pagerinti efektyvumą ir padidinti patikimumą.
Roots tipo kompresorius
„Roots“ kompresoriaus principas kilo ne iš automobilių pramonės, o iš vandens ratų konstrukcijų. Du tarpusavyje nesiliečiantys sparnuotės tipo rotoriai sukasi priešingomis kryptimis ir perkelia didelį oro kiekį. Toks sprendimas iš pradžių buvo pritaikytas ne galios didinimui, o degimo procesui palengvinti.
„Roots“ kompresoriai tapo žinomi naudoti dideliuose dyzeliniuose varikliuose. Jie pasižymi tuo, kad slėgis atsiranda iškart, oro kiekis yra didelis, o konstrukcija gana patikima. Tačiau toks kompresorius yra triukšmingas, sunkus, užima daug vietos, eikvoja dalį variklio galios ir termiškai nėra itin efektyvus.
Praktikoje tai reiškia, kad „Roots“ kompresorius tinka tada, kai svarbiausia yra greitas atsakas ir stiprus žemas režimas. Minusas tas, kad jis paima dalį galios vien tam, kad pats suktųsi.
Centrifugalinis kompresorius
Centrifugalinis kompresorius veikia kitaip nei „Roots“ ar dvisraigtis variantas. Jame vienas sparnuotės tipo darbinis ratas įtraukia orą, jį pagreitina ir nukreipia per korpusą į išėjimą. Veikimo principas primena turbiną, tik čia oras varomas nuo alkūninio veleno diržu arba elektriniu varikliu, o ne išmetamosiomis dujomis.
Tokio tipo kompresorius gerai tinka ten, kur svarbi didesnė sukimo momento kreivė aukštesnėse apsukose. Jis paprastai dirba efektyviau, mažiau apkrauna variklį ir leidžia lengviau pritaikyti montavimą skirtingose automobilio vietose. Silpnesnė pusė ta, kad žemose apsukose slėgis kyla lėčiau.
Centrifuginiai kompresoriai montuojami ir gamykliniuose, ir papildomai įrengiamuose komplektuose. Tokie sprendimai naudojami įvairiuose modeliuose, nes jie leidžia išgauti didesnę galią neapkraunant variklio taip stipriai kaip kai kurie kiti kompresoriai.
Dvisraigtis kompresorius
Dvisraigtis kompresorius dažnai vadinamas „Lysholm“ tipu. Jo konstrukcijoje naudojami du skirtingos formos rotoriai, kurie tiksliai susikabina tarpusavyje, bet nesiliečia. Skirtingai nuo „Roots“ kompresoriaus, šis sprendimas ne tik perkelia orą, bet ir jį suspaudžia pačiame kompresoriuje.
Dėl to dvisraigtis kompresorius paprastai veikia efektyviau, išskiria mažiau šilumos ir greičiau sukuria slėgį nei „Roots“ tipo įrenginys. Tai naudinga, kai reikia stipraus, anksti atsirandančio galios prieaugio. Trūkumai: didesnė kaina, sudėtingesnė konstrukcija, didesnė vietos poreikio problema ir daugiau mechaninių nuostolių nei centrifugaliniame variante.
Kiti retesni sprendimai
Yra ir rečiau sutinkamų kompresorių konstrukcijų. Viena jų – ašinės tėkmės kompresorius, kuriame orą stumia keli mentelių ratai. Tokie įrenginiai gali suktis labai dideliu greičiu, apie 30 000 aps./min., tačiau jie nėra plačiai paplitę.
Kitas neįprastas sprendimas – spiralinis arba G-Lader tipo kompresorius. Jame vienas besisukantis elementas dirba kartu su stacionaria spiralės formos kamera. Toks mechanizmas buvo montuojamas kai kuriuose „Volkswagen Corrado“ modeliuose su gamykliniu įpūtimu.
Dar vienas sudėtingas variantas yra slėgio bangų kompresorius. Jame išmetamųjų dujų energija naudojama tam, kad suktų rotorių ir kartu padėtų perkelti bei suslėgti šviežią orą. Tai techniškai sudėtingas sprendimas, kurio veikimas remiasi dujų srautų sąveika.
Kuris variantas kam tinka
- „Roots“ kompresorius tinka, kai svarbiausia momentinis slėgis ir stiprus atsakas nuo žemų apsukų.
- Centrifugalinis kompresorius labiau tinka efektyvumui ir didesnei galiai aukštesnėse apsukose.
- Dvisraigtis kompresorius yra tarpinis sprendimas, kai reikia greito slėgio, geresnio efektyvumo ir mažesnės šilumos nei „Roots“ variante.
- Reti sprendimai naudojami specializuotais atvejais, kai svarbios konkrečios inžinerinės savybės.
Šie trys pagrindiniai kompresorių tipai skiriasi ne tik konstrukcija, bet ir tuo, kaip automobilis elgiasi kelyje. Vienas labiau tinka žemam sūkių diapazonui, kitas – aukštesniems sūkiams, trečias siūlo kompromisą tarp greito atsako ir efektyvumo.
