Не все владельцы машин знают, что такое нагнетатель на авто и зачем он так необходим для движков? С самого момента изобретения двигателей внутреннего сгорания (ДВС), разработчики ставили одной из основных задач – всевозможное повышение мощности. А ее, чисто технически, можно было решать по-разному. Первое, что приходило в голову – увеличить количество цилиндров. Но это приводило к росту массы движка и другим «габаритным» проблемам.
Однако, было подмечено, что важную роль для возрастания мощности играет и качество подаваемой в двигатель воздушно-топливной смеси (ВТС). При помощи достаточного нагнетания в нее воздуха – мощность увеличивалась до пятидесяти процентов (при сохранении других важных характеристик агрегатов). Подобного эффекта можно достичь при помощи довольно простого прибора – нагнетателя – который обеспечивает приход дополнительного объема воздуха в движок.
Что такое нагнетатель на авто: как он выглядит, что собой представляет, каковы его основные разновидности и характеристики? На эти вопросы и другие, не менее интересные вопросы мы попробуем ответить в данной статье.
Механизм работы
Роль нагнетателя становится понятна, если вспомнить сами основы функционирования любого ДВС. Смесь топлива и воздуха подходит в двигательные цилиндры, сгорает и обеспечивает движение мотора. Причем, разумный баланс между составными частями смеси – воздухом и топливом – должен удерживаться на заданных уровнях, согласно режиму функционирования, в зависимости от испытываемой движком нагрузки.
Обычно количественное ограничение ТВС обуславливается объемом цилиндров (она всасывается туда на впуске, когда мотор машины как бы вбирает в себя необходимое ее количество). Тут кроется возможность усиления мощности для двигателя, использующего принцип внутреннего сгорания. Ведь, если ту же ТВС подать с давлением, в данный определенный объем движка войдет больше смеси. А значит, при сгорании, соответственно, станет выделяться больше энергии.
Как следствие – увеличивается мощность мотора. Такой компрессор (нагнетатель) и используется для увеличения объема воздуха, поступающего в двигатель (газ сжимается и подается с давлением). Как дополнительное преимущество, можно рассматривать экономию самого топлива, на котором функционирует данный агрегат.
Не все так просто, как кажется
Однако, все оказалось не так уж и просто, как звучит в теории. И с установкой первичных нагнетателей, воплощающих техническую мысль, возникали побочные проблемы, также требующие, в свою очередь, инженерных решений. Мощность-то движка увеличивалась, но тепла при сгорании ТВС уже образовывалось гораздо больше. Из-за этого и прогорали клапаны, поршни, и «выходила из себя» сама система охлаждения.
Другой волнующий момент — детонация двигателя, использующего бензин, вернее, ее повышающаяся вероятность. Ведь, когда наддув обеспечивает дополнительную подачу в систему, то повышающиеся температура плюс давление, как правило, могут вызывать детонацию – явление, разрушающее сам механизм.
Как минимум, огромный минус – преждевременное изнашивание частей двигателя. Избегать данных явлений помогает использование топлива с высоким октановым числом, а также – декомпрессия (уменьшение степени сжатия). Тут, от чего ушли, к тому и приходим: декомпрессия, как процесс, обратный компрессии, снижает мощности двигателей. К тому же – подобные высокооктановые виды «горючек» стоят дороже, чем обычные, без соответствующих добавок. Как же обойти эти минусы, достигая максимальной пользы от использования устройства?
Виды нагнетателей
По сути, можно выделить различные способы наддува..
- Механический. Устройство использует механическую силу, возникающую при движении коленвала;
- Турбонаддув. Используется нагнетатель, приводимый в действие «выхлопами»;
- Электрический. Приводится в движение при помощи электрического тока от генератора и аккумулятора;
- Комбинированный. Использует в своем действии несколько предложенных выше схем.
Безусловно, существуют в природе и другие виды нагнетания воздуха в движок, но здесь приводятся лишь наиболее используемые. Кстати, на большинстве «родных» моделей (типа ВАЗ) подобные устройства не применялись и вовсе.
Механический
Нагнетательное устройство данного типа было создано на автомобильных движках одним из первых. Он связывается с коленвалом и начинает свою работу сразу после запуска. В этом – одно из его достоинств.
Недостаток – подобная конструкция отбирает часть мощности движка. Первоначальные нагнетатели такого плана выглядели, как две шестеренки, что вращаются в разные стороны. Они были помещены в металлический замкнутого типа корпус. После, конструкция «механики» существенно поменялась. Появились и механические наддувы, использующие центробежную силу, и винтовой принцип.
Турбо
Такой подход ныне – наиболее популярен. Что такое нагнетатель на авто? Он применим как для бензиновых, так и для дизельных моторов. Но бензиновые движки – предпочтительнее инжекторные, а не карбюраторные. Используя энергию выхлопных газов, подобная конструкция состоит из турбины и компрессора и может быть очень эффективно использована на высоких оборотах.
Однако, его использование связано также с некоторыми нюансами: внутри устройства, возникающая температура достигает 1000°C, а скорость вращения лопастей – до 1000 оборотов. Поэтому возникают проблемы с износом и жаростойкостью материалов, из которых изготовлены турбо.
