Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Компрессорный двигатель как работает


Двигатель с компрессором: устройство, преимущества и недостатки

После появления первых ДВС главной задачей конструкторов и инженеров с самого начала стало повышение производительности силовой установки. Другими словами, основной целью является увеличение мощности двигателя. Как известно, самым простым способом становится решение физически увеличить рабочий объем двигателя и количество цилиндров. Двигатель «засасывает» из атмосферы больше воздуха, в результате можно сжигать больше горючего.

При этом такие силовые агрегаты с увеличенным рабочим объемом большие по размерам и весу, их дорого производить, не всегда удается разместить такой мотор в подкапотном пространстве компактного легкового спортивного авто и т.д. Еще одним способом увеличения мощности двигателя является постройка такого агрегата, который будет «выдавать» необходимую мощность и крутящий момент без увеличения объема камеры сгорания.

Решить задачу позволяет принудительное нагнетание воздуха в цилиндры под давлением. Для нагнетания воздуха на многих ДВС используется турбонаддув, еще одним решением является компрессор (нагнетатель механический). В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автомобильный компрессор на двигатель, а также какие плюсы и минусы имеет компрессорный двигатель.

Содержание статьи

Компрессор на атмосферный двигатель

Начнем с того, что установка компрессора (нагнетателя) во впускной системе двигателя позволяет добиться подачи нужного количества воздуха для сжигания большего количества топлива. Если просто, компрессор-устройство, которое способно создать на выходе давление, которое будет больше атмосферного.

С этой задачей справляются как обычные механические нагнетатели, так и турбокомпрессор. При этом главным отличием турбонагнетателя от компрессора является то, что турбокомпрессор раскручивается за счет выхлопных газов, в то время как механический компрессор приводится от коленвала двигателя.

Как за счет компрессора происходит увеличение мощности двигателя

Атмосферный двигатель внутреннего сгорания осуществляет забор воздуха снаружи в тот момент, когда поршень в цилиндре движется вниз и создается разрежение, в результате чего воздух засасывается в камеру сгорания. Количество поступающего воздуха физически ограничено рабочим объемом, который имеет цилиндр и камера сгорания. После этого воздух смешивается с топливом в определенных пропорциях, после чего заряд (топливно-воздушная смесь) сгорает в цилиндрах.

Казалось бы, чтобы увеличить мощность мотора, нужно подать больше топлива, однако на самом деле это не так. Если просто, избыток топлива приведет к тому, что без соответствующего количества воздуха горючее не будет эффективно сгорать. Получается, чтобы сжечь больше топлива, нужно одновременно подать большее количество воздуха.

Если учесть, что объем двигателя не меняется, тогда воздух нужно подавать принудительно под давлением. Это и есть главная задача компрессора. Компрессоры создают давление во впуске, нагнетая воздух в цилиндры. В этом случае остается только впрыснуть больше топлива, после чего такая смесь эффективно горит и отдает энергию поршню. На практике, нагнетатель способен поднять мощность мотора на 35-45%, отмечается около 30% процентов прироста крутящего момента по сравнению с точно таким же атмосферным аналогом.

Механический нагнетатель: устройство компрессора на двигатель автомобиля и принцип работы

Как уже было сказано выше, механические компрессоры приводятся в действие от коленчатого вала. Чаще всего для этого используется приводной ремень. Что касается компрессора, в его основе лежит ротор, который создает давление воздуха.

При этом компрессор должен вращаться быстрее коленвала ДВС. Для этого ведущая шестерня  изготавливается большей по размеру, чем шестерни компрессора. Компрессор вращается с частотой около 50 тыс. об/мин., поднимая давление PSI с 6 до 9 до дюймов на квадратный дюйм. С учетом того, что атмосферное давление составляет около 14.7 фунтов на квадратный дюйм, компрессор увеличивает подачу воздуха фактически в половину.

Добавим, что воздух, нагнетаемый под давлением, сильно сжимается и нагревается, теряя свою плотность. Простыми словами, чем меньше плотность, тем меньшее количество воздуха получится подать в цилиндры. Чтобы увеличить количество воздуха, его дополнительно следует охладить перед подачей во впуск.

За охлаждение отвечает интеркулер, который бывает воздушным и жидкостным. Интеркулеры представляют собой радиатор, куда попадает горячий сжатый воздух после выхода из компрессора для охлаждения.

Виды механических компрессоров

Механические компрессоры, которые устанавливаются на двигатель внутреннего сгорания:

  • роторный компрессор,
  • двухвинтовой нагнетатель;
  • центробежный компрессор;

Основные отличия заключаются в том,  как реализована подача воздуха. Компрессор роторный и двухвинтовой имеют в своем устройстве разные типы кулачковых валов. Центробежный нагнетатель оборудован крыльчаткой, которая затягивает воздух вовнутрь. Также отметим, что в зависимости от размеров и типа нагнетателя напрямую зависит его эффективность.

  • Например, роторные компрессоры обычно имеют большие размеры и ставятся сверху на двигатель. В основе лежит большой ротор. При этом данное решение отличается меньшей эффективностью, чем аналоги, так как вес автомобиля сильно увеличивается и создается прерывистый поток воздуха со «всплесками», а не постоянный и стабильный.
  • Двухвинтовой компрессор работает по принципу проталкивания воздуха через пару меньших по размеру роторов, похожих на червячную передачу. В результате работы воздух попадает в полости между лопастями роторов. Затем воздух сжимается внутри корпуса роторов.

Эффективность такого решения выше, однако стоимость нагнетателя боле высокая, конструкция сложнее и менее ремонтопригодна. Также двухвинтовой компрессор шумный, необходимо глушить характерный свист выходящего под давлением воздуха при помощи дополнительных решений.

  • Если рассматривать центробежный компрессор, это решение отличается от аналогов наличием крыльчатки, которая похожа на ротор. Крыльчатка сильно раскручивается, подавая воздух в корпус компрессора. При этом за крыльчаткой воздух движется с высокой скоростью, но еще находится под низким давлением.

Чтобы поднять давление, воздух проходит через диффузор. Указанный диффузор представляет собой лопатки, расположенные вокруг крыльчатки. В результате поток воздуха  после прохождения через диффузор начинает двигаться с малой скоростью, но уже под высоким давлением. Такой компрессор самый эффективный, легкий и небольшой по размерам. Их можно установить перед мотором, а не на двигателе сверху.

Преимущества и недостатки компрессора на двигатель

Итак, начнем с очевидных плюсов. Прежде всего, это увеличение мощности двигателя. Также следует выделить относительную простоту и дешевизну монтажа с минимальными переделками впускной системы по сравнению с установкой турбонаддува. Еще следует выделить отсутствие турбоямы благодаря прямой связи механического нагнетателя с коленвалом.

При этом компрессоры в зависимости от типа могут демонстрировать разную эффективность. Одни дают ощутимый прирост мощности на «низах» (коленвал вращается с небольшой частотой), тогда как другие  увеличивают мощность на средних и высоких оборотах. Как правило, роторный компрессор и двухвинтовой рассчитан на низкие обороты,  центробежные компрессоры хорошо работают на высоких.

  • Теперь перейдем к недостаткам компрессоров. Главным минусом принято считать отбор мощности у двигателя, так как компрессор приводится от коленвала. На практике компрессор забирает до 20% мощности мотора. Получается, общая прибавка до 50% в реальности является  фактическим увеличением мощности на 25-30%.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроен турбонаддув. Из этой статьи вы узнаете об устройстве турбины и принципах работы данного решения, а также какую мощность обеспечивает турбина на двигателе.

Также установка компрессора означает, что двигатель начинает испытывать более высокие нагрузки. Такой мотор должен быть изготовлен с использованием рассчитанных на такие увеличенные нагрузки частей, что позволяет реализовать необходимый запас прочности.

В результате изготовление такого ДВС получается более затратным, автомобиль с компрессором стоит изначально дороже атмосферных версий. Еще нужно учитывать, что компрессор также нуждается в обслуживании, что увеличивает общие расходы на содержание ТС.

Подведем итоги

Как видно, механические нагнетатели являются одним из доступных и экономически обоснованных способов увеличения мощности атмосферного мотора. Как правило, данное решение остается востребованным в различных видах автоспорта, при создании уникальных проектов, во время постройки эксклюзивных спортивных авто и т.д.

Производители компрессоров часто предлагают готовые «киты» под ключ, что позволяет быстро установить компрессор на конкретную модель автомобиля с минимальными доработками. Для любителей тюнинга и форсирования двигателя такое решение во многих случаях более оправдано по сравнению с установкой турбонаддува на атмосферный мотор.

Напоследок отметим, что также можно встретить моторы, на которых одновременно установлена турбина и компрессор. Хотя практическая реализация достаточно сложна в техническом плане, такой подход позволяет добиться максимальной отдачи от устройств с учетом разных режимов работы ДВС и избавить двигатель от присущих данным технологиям недостатков, взятых по отдельности.

Например, успешно реализованная связка компрессор + турбина вполне способна заставить двигатель работать таким образом, когда компрессор обеспечивает нужную тягу «на низах», убирая турболаг (турбояму), затем после раскручивания двигателя подключается турбина. Практической реализацией такой схемы является двигатель Volkswagen 1.4 TSI.

Читайте также

Двигатели

Что такое аэронавтика? | динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | какой такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Ланс | Индекс сайта | Дом

Двигатели

Как работает реактивный двигатель?


NEW!
Видео "Как работает реактивный двигатель".

Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины миллион фунтов поднимается с земли с такой легкостью. Как это случилось? Ответ прост. Это двигатели.

Пусть Тереза ​​Беньо из Исследовательского центра Гленна НАСА объяснит больше ...

Как показано на НАСА Направление завтра.


Реактивные двигатели с огромной силой двигают самолет вперед, создаваемый огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.

Все реактивные двигатели, которые также называются газовые турбины, работать по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор поднимает давление воздуха. Компрессор сделан со многими лезвиями, прикрепленными к валу. Лопасти вращаются с высокой скоростью и сжимают или сжимают воздух. Сжатый воздух тогда распыляется с топливом, и электрическая искра зажигает смесь. горючие газы расширяются и выдуваются через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа стреляют назад, двигатель и самолет смещаются вперед. Когда горячий воздух идет к соплу, он проходит через другую группу лопастей. называется турбиной. Турбина прикреплена к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины приводит к вращению компрессора.

На рисунке ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит через ядро двигателя, а также вокруг ядра.Это вызывает некоторое количество воздуха быть очень горячим, а некоторые - круче. Кулер воздух затем смешивается с горячим воздух на выходе из двигателя.

Это картина того, как воздух проходит через двигатель

Что такое тяга?

Тяга это передняя сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. сэр Исаак Ньютон обнаружил, что для «каждого действия существует равное и противоположная реакция. "Двигатель использует этот принцип. Двигатель принимает в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух проходит через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топливо, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. Мощность воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, это выталкивает назад из двигателя.Это заставляет самолет двигаться вперед.

Части реактивного двигателя

Поклонник - Вентилятор является первым компонентом в ТРДД. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий вентилятора сделаны из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разбивает его на две части. Одна часть проходит через «ядро» или центр двигателя, где на него воздействуют другие компоненты двигателя.

Вторая часть «обходит» сердечник двигателя. Проходит через воздуховод который окружает ядро ​​в задней части двигателя, где он производит большую часть сила, которая продвигает самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоить двигатель, а также добавление тяги к двигателю.

Компрессор - Компрессор первый компонент в ядре двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и прикреплен к валу.Компрессор сжимает воздух, который поступает в него Постепенно меньшие площади, что приводит к увеличению давления воздуха. это приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Раздавленный воздух нагнетается в камеру сгорания.

Combustor - В камере сгорания воздух смешан с топливом, а затем загорелся. Есть 20 форсунок для распыления топлива. воздушный поток. Смесь воздуха и топлива загорается.Это обеспечивает высокую температура, высокоэнергетический воздушный поток. Горючее с кислородом в сжатом топливе воздух, производящий горячие расширяющиеся газы. Внутренняя часть камеры сгорания часто производится из керамических материалов для обеспечения термостойкой камеры. Жара может достигать 2700 °.

Турбина - Высокоэнергетический поток воздуха из камеры сгорания уходит в турбину, вызывая вращение лопастей турбины. Турбины связаны валом, чтобы вращать лопасти в компрессоре и раскрутить впускной вентилятор спереди.Это вращение отнимает энергию у поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы Произведенные в камере сгорания движутся через турбину и вращают ее лопасти. Турбины реактивного двигателя вращаются вокруг тысячи раз. Они закреплены на валах которые имеют несколько наборов шарикоподшипников между ними.

Насадка - Сопло является вытяжным каналом двигатель. Это часть двигателя, которая на самом деле производит тягу для самолет.Истощенный энергией воздушный поток, который прошел турбину, в дополнение к более холодный воздух, который обошел ядро ​​двигателя, создает силу при выходе из форсунка, которая движет вперед двигатель и, следовательно, самолет. Сочетание горячего воздуха и холодного воздуха выталкивается и производит выхлоп, который вызывает прямую тягу. Соплу может предшествовать смеситель , который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из активной зоны двигателя с воздух с более низкой температурой, который был обойден в поклоннике.Смеситель помогает сделать двигатель тише.

Первый реактивный двигатель - А Краткая история ранних двигателей

Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был сначала предположить, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с большой скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух проходит через сопло в обратном направлении, самолет движется вперед.

Анри Жиффар построил дирижабль, который был приведен в действие первым двигателем самолета - паровой двигатель с тремя лошадьми. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.

В 1874 году Феликс де Храм года построил моноплан который пролетел короткий прыжок вниз по склону с помощью угольного парового двигателя.

Отто Даймлер , в конце 1800-х изобрел первый бензиновый двигатель.

В 1894 году американец Хирам Максим пытался привести в действие свой трехместный биплан с двумя угольными паровыми двигателями.Это только пролетели на несколько секунд.

Ранние паровые двигатели работали на подогреве угля и, как правило, слишком тяжелый для полета.

американец Сэмюэль Лэнгли сделал модель самолета которые были приведены в действие паровыми двигателями. В 1896 году он успешно управлял Беспилотный самолет с паровым двигателем, названный Aerodrome . Он пролетел около 1 мили, прежде чем испарился. Затем он попытался построить полный размер самолета, Aerodrome A, с бензиновым двигателем.В 1903 году это разбился сразу же после спуска с домашнего катера.

В 1903 году братьев Райт полетел, Flyer , с 12-сильным газом двигатель.

С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х годов бензиновый поршневой двигатель внутреннего сгорания с пропеллером единственное средство, используемое для приведения в движение самолета.

Это был Фрэнк Уиттл , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Двигатель Уиттл впервые полетел успешно в мае 1941 года. Этот двигатель имел многоступенчатый компрессор и систему сгорания. камера, одноступенчатая турбина и сопло.

В то же время, когда Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над похожим дизайном в Германии. Первый самолет успешно Использовать газотурбинный двигатель был немецкий Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель рейс.

General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США Реактивный самолет . Это был экспериментальный самолет XP-59A, который впервые полетел в октябре 1942 года.

Типы реактивных двигателей

Турбореактивные двигатели

Основная идея турбореактивный двигатель просто.Воздух забирается из отверстия в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз от исходного давления в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания для поднять температуру жидкой смеси примерно до 1100 ° F до 1300 ° F. Полученный горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в движение компрессор. Если турбина и компрессор работают, давление на выходе турбины будет почти вдвое больше атмосферного давления, и это избыточное давление отправляется к соплу, чтобы произвести высокоскоростной поток газа, который создает тягу.Значительное увеличение тяги может быть достигнуто с помощью форсаже. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Дожигатель повышает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является увеличение примерно на 40 процентов в тяге при взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, как только самолет в воздухе.

Турбореактивный двигатель - реактивный двигатель.В реакторе, расширяющемся газе давить сильно на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает это. Газы протекают через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскочить назад и выстрелить из задней части выхлопа, толкая самолет вперед.

Изображение турбореактивного двигателя

Турбовинты

А турбовинтовой двигатель реактивный двигатель, прикрепленный к винтуТурбина в задняя часть поворачивается горячими газами, и это поворачивает вал, который приводит в движение пропеллер. Некоторые небольшие авиалайнеры и транспортные самолеты приводятся в действие турбовинтовыми двигателями.

Как турбореактивный, турбовинтовой двигатель состоит из компрессора, сгорания камеры и турбины, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель обладает большей эффективностью при скорости полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены винтами, которые имеют меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы на гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособить более высокие скорости полета, лопасти имеют форму ятагана с опущенными передними кромками на концах лезвия. Двигатели с такими винтами называются пропфанов .

Изображение турбовинтового двигателя

Турбовентиляторы

А турбовентиляторный двигатель имеет большой вентилятор спереди, который всасывает воздух.Большая часть воздуха проходит вокруг двигателя, что делает его тише и дает больше тяги на низких скоростях. Большинство современных авиалайнеров имеют питание турбовентиляторы. В турбореактивном двигателе весь воздух, поступающий на впуск, проходит через газогенератор, который состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха поступает в камера сгорания. Остальная часть проходит через вентилятор или компрессор низкого давления, и выбрасывается непосредственно как «холодная» струя или смешивается с выхлопом газогенератора производить "горячую" струю.Целью этого типа обходной системы является увеличение тяга без увеличения расхода топлива. Это достигается путем увеличения общий воздушно-массовый поток и снижение скорости в пределах того же общего источника энергии.

Изображение турбовентиляторный двигатель

Турбовальные валы

Это еще одна форма газотурбинного двигателя, которая работает во многом как турбовинтовой двигатель система.Это не водить винт. Вместо этого он обеспечивает мощность для вертолета ротор. Турбовальный двигатель сконструирован таким образом, чтобы скорость вращения вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это разрешает частота вращения ротора должна быть постоянной, даже если скорость генератора варьируется, чтобы модулировать количество производимой энергии.

Изображение турбовального двигателя

Ramjets

ПВРД является Самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость струи "баранов" или нагнетает воздух в двигатель. По сути это турбореактивный двигатель, в котором вращается машины были опущены. Его применение ограничено тем, что его Степень сжатия полностью зависит от скорости движения. ПВРД не развивает статичность тяга и очень малая тяга вообще ниже скорости звука. Как следствие, Для ПВРД необходим некоторый вспомогательный взлет, такой как другой самолет. Он использовался в основном в ракетных системах.Космические аппараты используют это тип струи.

Изображение Ramjet Engine

Вернуться к началу

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | самолеты | Двигатели | история полета | Что такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы Индекс сайта | Дом

,

Руководство по работе воздушных компрессоров


Последнее обновление: 10 июня 2020 года: 10:49


Содержание

i. Для чего используются воздушные компрессоры?
ii. Функциональность поршневого воздушного компрессора
iii. Что такое смещение воздуха?
iv. Механика воздушного компрессора
v. Номинальная мощность воздушного компрессора: что такое CFM?
vi. Насосы против компрессоров: два инструмента для сбора воздуха
vii.Сжатый воздух в повседневной жизни

В современном пневматическом мире воздушные компрессоры имеют жизненно важное значение для работы заводов и мастерских по всему миру. Но они не всегда были. Воздушные компрессоры - сравнительно недавнее изобретение в контексте истории машиностроения.

До создания воздушных компрессоров многие инструменты получали питание от сложных систем с ремнями, колесами и другими крупными компонентами. Это оборудование было массивным, тяжелым и дорогостоящим, и, как правило, было недоступно для многих небольших операций.Сегодня воздушные компрессоры бывают разных форм и размеров, и вы можете найти их в больших торговых залах, автомастерских и даже в гараже вашего соседа. В этом руководстве мы обсудим воздушные компрессоры и их работу.

Для чего используются воздушные компрессоры?

Воздушные компрессоры могут использоваться для самых разных задач. Они могут подавать воздух для наполнения таких предметов, как шины или надувные игрушки для бассейна, или они могут подавать питание для рабочих инструментов. Некоторое оборудование, которое хорошо работает с подачей сжатого воздуха, включает в себя:

  • дрели
  • гвоздевые пистолеты
  • шлифовальные машины
  • краскопульты
  • шлифовальные машины
  • степлеры

От сверл до агрегатов переменного тока, много универсальных пневматических инструментов и Машины отвечают за комфорт, укрытие, автоматизацию и эффективность повседневной жизни.Сами компрессоры являются более компактными и легкими, чем другие централизованные источники питания. Они также долговечны, требуют меньшего количества обслуживания и их легче перемещать, чем другие устаревшие машины.

Функциональность поршневого воздушного компрессора

Итак, как воздушный компрессор получает воздух? Для тех, кто использует поршни, он состоит из двух частей: повышение давления и уменьшение объема воздуха. В большинстве компрессоров используется поршневая технология.

Воздушный компрессор обычно использует:

  • Электрический или газовый двигатель
  • Впускной и выпускной клапан для всасывания и выпуска воздуха
  • Насос для сжатия воздуха
  • Резервуар для хранения

Компрессор всасывает воздух и создает вакуум, чтобы уменьшить его объем.Вакуум выталкивает воздух из камеры в резервуар для хранения. Как только резервуар-накопитель достигнет максимального давления воздуха, компрессор выключится. Этот процесс называется рабочим циклом. Компрессор снова включится, когда давление упадет ниже определенного значения.

Воздушные компрессоры не нуждаются в резервуарах для хранения, и некоторые из меньших вариантов отказываются от них в пользу портативности.

Что такое вытеснение воздуха?

Вытеснение воздуха является ядром каждого воздушного компрессора.Для сжатия воздуха внутренние механизмы внутри компрессора перемещаются, чтобы протолкнуть воздух через камеру. Для этой цели используются два основных типа вытеснения воздуха:

  • Положительное вытеснение: В большинстве воздушных компрессоров используется этот метод, при котором воздух подается в камеру. Там машина уменьшает объем камеры для сжатия воздуха. Затем он перемещается в резервуар и сохраняется для последующего использования.
  • Динамическое смещение: Этот метод, также называемый неположительным смещением, использует рабочее колесо с вращающимися лопастями для подачи воздуха в камеру.Энергия, создаваемая движением лопастей, создает давление воздуха. Динамическое смещение можно использовать с турбокомпрессорами, поскольку оно работает быстро и генерирует большие объемы воздуха. Турбокомпрессоры в автомобилях часто используют воздушные компрессоры с динамическим смещением.

Механика воздушного компрессора

Принцип работы воздушных компрессоров зависит от конструкции. Поршневые воздушные компрессоры могут иметь один из двух типов циклов сжатия:

  • Одноступенчатый: Поршень сжимает воздух за один ход.Ход - это один полный оборот коленчатого вала, приводящего поршень в движение.
  • Двухступенчатый: Первый поршень сжимает воздух перед перемещением его в меньший цилиндр, где другой поршень сжимает его дальше. Такая конструкция позволяет компрессору создавать более высокие давления.

Для многих одноступенчатых воздушных компрессоров предварительно установленный предел давления составляет 125 фунтов на квадратный дюйм. Когда этот предел достигнут, реле давления отключается, чтобы остановить двигатель и выработку сжатого воздуха. В большинстве операций вам не нужно достигать этого предела давления, поэтому многие компрессоры устанавливают воздушные линии на регулятор.С помощью регулятора вы можете ввести соответствующий уровень давления для данного инструмента.

Когда достигается указанное давление, регулятор отключает насос в любой точке его цикла, что означает, что поршень может находиться в середине хода, когда воздух в камере находится под давлением, когда он останавливается. Этот воздух может оказать чрезмерное давление на пусковой контур, которому требуется больше энергии для запуска двигателя. Разгрузочный клапан - это простое дополнение, которое выпускает захваченный воздух, чтобы избежать этой проблемы.

Регулятор регистрируется двумя датчиками: один для контроля давления в резервуаре, а другой для контроля давления в воздушной линии.Кроме того, бак имеет аварийный клапан, который срабатывает при неисправности реле давления.

Что такое поршневой поршень?

Поршневой поршень состоит из следующих частей:

  • Коленчатый вал
  • Шатун
  • Цилиндр
  • Поршень
  • Головка клапана

Работает аналогично двигателю внутреннего сгорания в автомобиле. Шток коленчатого вала поднимает поршень в цилиндре и выталкивает воздух в камеру сжатия, уменьшая объем воздуха и увеличивая давление.Поршень закрывается, выталкивая сжатый воздух в резервуар для хранения. Затем поршень открывается снова, чтобы втянуть больше воздуха и начать процесс заново.

Компрессоры, использующие поршни, могут быть громче, чем некоторые другие конструкции, из-за того, как компоненты машины движутся и создают трение. Но новые технологии и передовые разработки создают модели с двумя и несколькими поршнями, которые могут сделать работу тише, разделив нагрузку.

Ротационно-винтовой воздушный компрессор

Во многих тяжелых промышленных приложениях поршневой компрессор просто не режет его.Для более высоких давлений, необходимых для сложных пневматических и мощных инструментов, профессионалы обычно выбирают ротационные винтовые воздушные компрессоры.

В то время как поршневой воздушный компрессор использует пульсацию и переменную природу поршневого механика, роторный винтовой компрессор непрерывен. Пара роторов объединяется, чтобы втянуть воздух и сжать его, когда он движется по спирали. Вращательное движение перемещает воздух через камеру и выбрасывает его. Быстрые скорости вращения могут минимизировать утечку.

Многие типы компрессоров требуют принятия мер по минимизации вибраций, которые могут повредить машину, но большинство роторных винтовых компрессоров обеспечивают равномерную работу без вибрации.

Ротационные винтовые компрессоры могут варьироваться в широких пределах, с частотой от 10 кубических футов в минуту до диапазона в 4-5 цифр. Схемы управления включают в себя:

  • Останов / пуск: Этот подход либо подает питание на двигатель, либо нет, в зависимости от приложения.
  • Нагрузка / разгрузка: Компрессор работает непрерывно, с золотниковым клапаном, который уменьшает емкость бака, когда удовлетворяется специфическая потребность в сжатии. Эта схема распространена в заводских условиях, и если она включает в себя таймер остановки, она называется схемой двойного управления.
  • Модуляция: Модуляция также использует скользящий клапан для регулировки давления путем дросселирования / закрытия впускного клапана, согласовывая производительность компрессора с потребностью. Эти регулировки менее эффективны для винтовых компрессоров, чем для других типов. Даже при установленной мощности 0 компрессор все равно будет потреблять около 70 процентов от полной нагрузки. Тем не менее, модуляция применима для операций, в которых частая остановка компрессора невозможна.
  • Переменное смещение: Эта схема управления регулирует объем воздуха, который подается в компрессор.В ротационных винтовых компрессорах этот метод может использоваться вместе с модулирующими впускными клапанами для повышения эффективности и точности контроля давления.
  • Переменная скорость: Переменная скорость - это эффективный способ управления мощностью роторного компрессора, хотя она может по-разному реагировать на различные типы воздушных компрессоров. Меняется скорость двигателя, что влияет на мощность. Это оборудование имеет тенденцию быть более деликатным, чем другие конструкции, поэтому оно может не подходить для особо жарких или пыльных рабочих условий.

Как смазка работает в воздушных компрессорах: залитые маслом и без масла

Одна из самых важных вещей, которые нужно знать о техобслуживании воздушных компрессоров, - как работает смазка. Когда вы смотрите на масляные насосы, вы имеете дело с двумя категориями:

  • Насосы с масляной смазкой: В этой конструкции масло брызгает на стенки и подшипники в цилиндре. Этот метод также называется смазкой, залитой маслом, и имеет тенденцию быть более долговечным. Поршневое кольцо представляет собой кусок металла на поршне, который помогает создать уплотнение внутри камеры сгорания.Это кольцо может помочь предотвратить попадание масла в сжатый воздух, но иногда оно все же может просочиться в бак.
  • Безмасляные насосы: Безмасляные насосы получают специальную долговечную смазку, которая устраняет необходимость в масле. Во многих отраслях, где загрязнение невозможно, например, на пивоваренных заводах, в производстве продуктов питания и в фармацевтической промышленности, безмасляные насосы являются отличным вариантом. Они гарантируют, что масло не загрязняет воздух, который они используют в своем процессе или продукте.

Залитые маслом насосы представляют собой смешанный пакет.Для электроинструментов, которые требуют смазки, присутствие масла в воздушном потоке может быть полезным. Для инструментов, которым требуется масло, встроенные источники могут распределять масло в четных количествах. Многие инструменты, с другой стороны, могут перестать работать правильно, даже когда в воздушном потоке присутствует даже небольшое количество масла.

При покраске или деревообработке масло может прервать весь процесс. Это может препятствовать равномерному высыханию покрытия или его отделке. Передаваемая по воздуху нефть может даже испортить поверхность деревянных проектов.

К счастью, существуют инструменты для предотвращения попадания масла в бак, такие как воздушные фильтры и маслоотделители, но когда безмасляный воздух имеет решающее значение для работы, безмасляные компрессоры и их постоянная смазка являются лучшим вариантом.

Номинальная мощность воздушного компрессора: что такое CFM?

Когда мы говорим о мощности в воздушном компрессоре, мы обычно говорим о лошадиных силах, но есть много других способов определить, какое давление может обеспечить машина. Мы используем кубические футы в минуту (CFM), чтобы обсудить скорость и объем, с помощью которого машина сжимает воздух. Но скорость, с которой наружный воздух попадает в цилиндр, зависит от тепла, влажности и ветра в окружающей атмосфере.

Чтобы учесть эти внутренние и внешние факторы, производители используют стандартные кубические футы в минуту (SCFM), в которых CFM сочетается с внешними факторами давления и влажности.

Еще один рейтинг, который вы можете увидеть, - объем CFM, который определяет эффективность работы компрессорного насоса. Он извлекает информацию из числа оборотов в минуту (об / мин) двигателя и объема воздуха, который может перемещать цилиндр. Это число является скорее теоретическим измерением, в то время как вы также можете измерить ОВЛХ с точки зрения доставленного воздуха или того, сколько фактически выпущено. Этот номер называется CFM FAD, что означает бесплатную доставку воздуха и полезен для измерения доставки для определенных инструментов.

Насосы против компрессоров: два инструмента для использования воздуха

Между словами «насос» и «компрессор» существует некоторая путаница, и многие считают, что это одно и то же. В действительности, различие между ними является важной частью обсуждения воздушных компрессоров:

  • Насос отбирает жидкости или газы и перемещает их между местами.
  • Компрессор забирает газ, сжимает его до меньшего объема и более высокого давления и отправляет в другое место.

Наиболее существенным отличием является то, что насос может работать с жидкостями, а компрессор - нет. Жидкости гораздо сложнее сжать. Вы можете найти насос внутри компрессора, например, в поршневом воздушном компрессоре - деталь, которая выполняет сжатие, представляет собой насос. Функции насосов и компрессоров могут перекрываться на машинах, где давление увеличивается с каждым оборотом.

Возьмите, например, шинный насос. В то время как это происходит для выполнения обеих задач - перемещения воздуха и уменьшения его объема - его целью является перемещение наружного воздуха в другое место, в герметичное пространство шины.Так как его цель не состоит в том, чтобы уменьшить объем, это технически не считается компрессором. Альтернативным примером будет использование пневматических инструментов, для которых требуется сжатый воздух. Устройство, уменьшающее объем воздуха, представляет собой компрессор.

Воздушные насосы обычно подразделяются на две категории:

  • Поршневые насосы , которые перемещаются вперед и назад. Велосипедный насос представляет собой поршневой насос, в который цилиндр втягивает наружный воздух возвратно-поступательным движением и перемещает его в шину.
  • Роторные насосы , также называемые центробежными насосами, которые вращаются. В роторном насосе используется рабочее колесо, которое в основном представляет собой закрытый винт. У этого есть лезвия, которые перемещают поступающую жидкость и посылают это через выпуск на высокой скорости. Этот насос использует энергию мотора для перемещения жидкостей из одного места в другое, и его не следует путать с турбиной, которая улавливает жидкости, которые уже движутся.

Сжатый воздух в повседневной жизни

От пневматических дрелей и тормозных систем до блоков HVAC - широкий спектр пневматических инструментов и машин отвечает за комфорт, защиту, автоматизацию и эффективность повседневной жизни.Практически в каждом здании, через которое вы проходите или проходите в определенный день, пневматические инструменты помогли кому-то отшлифовать дерево, покрасить стены, забить балки и гипсокартон. В цехах по всему миру люди используют сжатый воздух, чтобы добавить краски и взорвать пыль и мусор.

Нет ничего удивительного в том, что человечество обнаружило способ забирать окружающий воздух, возможно, самый богатый ресурс на планете, и преобразовывать его в силовое приводное оборудование для самых разных целей.

Quincy Compressor предлагает высококачественные воздушные компрессоры во многих стилях, включая ротационные винтовые, поршневые / поршневые и безмасляные. Воспользуйтесь нашим локатором продаж и обслуживания, чтобы найти ближайшего к вам дилера.

Как работает реактивный двигатель

Возможно, вы задавались вопросом, как работает реактивный двигатель, но отказались от идеи, что вы сможете понять ракетостроение. Но на самом деле это простая концепция, которая поразит человека рядом с вами на вашем следующем рейсе. Итак, мы собираемся объяснить вовлеченные процессы, чтобы каждый мог получить хорошее представление о принципах, лежащих в основе реактивных двигателей.

Реактивные двигатели, более часто используемые для самолетов, представляют собой тип газотурбинного двигателя.Теперь вы можете знать паровые турбины, где топливо сжигается для производства высокотемпературного протекающего пара, который приводит в движение турбину, а затем вращает вал, прежде чем будет выпущен из системы. Поворот этого вала является выходной мощностью, и именно это вращение приводит в движение вращающийся объект. Газовая турбина напоминает те же основные принципы, однако за работу турбины отвечает газ под давлением. В реактивных двигателях высокотемпературный газ под давлением обеспечивает вращение компрессора спереди, но, что более важно, то, что выпускается из системы, вылетает сзади с высокой скоростью, создавая так называемую тягу.

Проще говоря, реактивные двигатели имеют сердечник, который разделен на три основные части:

  • Компрессор - в передней части двигателя расположены лопасти вентилятора, некоторые вращающиеся (роторы) и некоторые статические (статоры), которые всасывают воздух в двигатель. Существует множество рядов лопастей, и, когда воздух проходит мимо каждого ряда, он становится все более герметичным и температура повышается.
  • Камера сгорания - этот сжатый воздух затем распыляется с топливом (чаще всего Jet A или Jet A-1, которые имеют керосиновый тип), а затем электрическая искра зажигает смесь топлива и воздуха в камере.Это приводит к тому, что смесь воздуха и топлива сгорает, что значительно увеличивает давление и температуру.
  • Турбины - горячий сжатый газ вытягивается из двигателя задней турбиной, которая забирает энергию из газа и вызывает падение давления и температуры. Когда давление снижается, газ течет быстрее (подумайте о том, чтобы отпустить надувной баллон). Энергия от газа, который приводит в движение заднюю турбину, обеспечивает вращение компрессора, который всасывает воздух спереди.

Высокоскоростные газы, выпускаемые через заднее сопло, вызывают тягу. Чтобы понять это, мы ссылаемся на третий закон движения Ньютона: для каждого действия существует равная и противоположная реакция. Когда газ вырывается из спины, вперед направляется равная и противоположная сила. Подумайте о том, когда вы толкаете стену бассейна, чтобы скользить в противоположном направлении; даже если сила вашего толкания направлена ​​к стене, равная и противоположная сила реакции заставляет вас двигаться в противоположном направлении.

При скорости около 400 миль в час один фунт тяги равен одной лошадиной силе, но на более высоких скоростях это соотношение увеличивается, а фунт тяги превышает одну лошадиную силу. На скорости менее 400 миль в час это соотношение уменьшается. Эта сила позволяет большим самолетам, таким как 747, летать со скоростью до 600 миль в час.

Существуют также различные типы реактивного двигателя, такие как турбовинтовой двигатель. Вы узнаете, является ли это турбовинтовым двигателем с помощью больших выталкивающих винтов в передней части, который отвечает за тягу, так как большая часть энергии от газа передается в компрессор задними турбинами, поэтому приложенный газ не отвечает за тяга.

Турбовальный вал - это тип вертолетов, силовых установок и даже танка М1. Процесс аналогичен турбовинтовому двигателю, однако вместо привода гребных винтов вращающийся вал может питать различные устройства, такие как насосы, генераторы, колеса и вообще все, что вращается.

Современные большие самолеты используют турбовентилятор High-Bypass Turbofan, который похож на стандартный турбореактивный двигатель, за исключением того, что большой вентилятор спереди всасывает больше воздуха в двигатель. Однако не весь воздух проходит через компрессор и турбины, при этом большая часть воздуха фактически проходит через сердечник и проходит через каналы снаружи от сердечника (в среднем в 5 раз больше воздуха обходится, чем фактически проходит через сердечник).Они более эффективны, особенно на дозвуковых скоростях (т. Е. Ниже скорости звука, 768 миль в час), а также намного тише, при этом все еще имея способность разгоняться с более тяжелой скоростью, чем локомотив, от 0 до 200 миль в час менее чем за 60 секунд.


Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.