기계식 과급기. 무엇인가
자동차 생산 과정에서 엔지니어는 최첨단 기술의 도입, 현대적인 외관 및 일류 안전에 대해서만 생각합니다. 오늘날 자동차 내연 기관은 더 적은 작업을 수행하고 더 많은 효율성을 얻으려고 노력하고 있습니다. 기계식 과급기의 도입은 소형 3기통 엔진에서도 최대 성능을 "압축"하는 방법 중 하나입니다.
기계식 압축기 란 무엇이며 어떻게 배열되고 작동하는지, 장점과 단점은 무엇입니까? 나중에 이야기하겠습니다.
기계식 과급기란?
기계식 과급기는 고압에서 강제로 공기를 공급하여 연료-공기 혼합물의 질량을 증가시키는 장치입니다. 압축기는 크랭크 샤프트 풀리의 회전에 의해 구동되며 일반적으로 장치는 벨트를 통해 연결됩니다. 기계식 터보차저를 사용한 강제 공기 압축은 공칭 출력의 30~50%를 추가로 제공합니다(컴프레서 없음).
기계적 가압 작동 원리
건설 유형에 관계없이 모든 과급기는 공기 압축을 목표로 합니다. 구동 압축기는 엔진이 시동되는 즉시 작동하기 시작합니다. 풀리를 통해 크랭크 샤프트는 압축기에 토크를 전달하고 블레이드 또는 로터를 회전시켜 흡입 공기를 압축하여 엔진 실린더에 강제로 공급합니다. 그런데 압축기의 작동 속도는 내연 기관의 크랭크 축 속도보다 몇 배나 빠릅니다. 압축기에 의해 생성된 압력은 내부(노드 자체에서 생성됨) 및 외부(토출 파이프라인에서 생성된 압력)일 수 있습니다.
기계적 가압 장치
표준 과급기 구동 시스템은 다음 요소로 구성됩니다.
- 압축기 직접;
- 스로틀 밸브;
- 댐퍼가 있는 바이패스 밸브;
- 공기 정화기;
- 압력계;
- 흡기 매니폴드 공기 온도 센서 및 절대 압력 센서.
그건 그렇고, 작동 압력이 0,5bar를 초과하지 않는 압축기의 경우 인터쿨러를 설치할 필요가 없습니다. 표준 냉각 시스템을 개선하고 디자인에 냉기 흡입구를 제공하는 것으로 충분합니다.
송풍기는 스로틀의 위치에 의해 제어됩니다. 엔진이 공회전 중일 때 흡기 시스템에 과압이 발생할 가능성이 있으며 곧 컴프레서 고장으로 이어질 수 있으므로 여기에 바이 패스 밸브가 제공됩니다. 이 공기 중 일부는 압축기로 반환됩니다.
시스템에 인터쿨러가 장착되어 있으면 온도가 10-15도 감소하여 공기 압축 정도가 높아집니다. 흡입 공기 온도가 낮을수록 연소 과정이 더 잘 진행되고 폭발 발생이 배제되며 엔진이 더 안정적으로 작동합니다.
기계식 가압 구동의 종류
기계식 컴프레서를 사용해 온 수십 년 동안 자동차 제조업체는 다음과 같은 다양한 유형의 드라이브를 사용해 왔습니다.
- 직접 구동 - 크랭크 샤프트 플랜지와의 견고한 결합에서 직접;
- 벨트. 가장 일반적인 유형입니다. 톱니형 벨트, 매끄러운 리브형 벨트를 사용할 수 있습니다. 드라이브는 특히 차가운 엔진에서 미끄러질 가능성뿐만 아니라 빠른 벨트 마모로 유명합니다.
- 체인 - 벨트와 유사하지만 소음이 증가하는 단점이 있습니다.
- 기어 - 과도한 소음과 구조의 큰 치수도 있습니다.
기계식 압축기의 종류
과급기의 각 유형에는 개별 작동 속성이 있으며 총 세 가지 유형이 있습니다.
- 원심 압축기. 배기가스 터보차저(달팽이)와 매우 흡사하게 생긴 가장 일반적인 형태. 회전 속도가 60rpm에 이르는 임펠러를 사용합니다. 공기는 고속 및 저압으로 압축기의 중앙 부분으로 들어가고 출구에서는 그림이 반전됩니다. 공기는 고압에서 저속으로 실린더에 공급됩니다. 현대 자동차에서는 이러한 유형의 과급기를 터보차저와 함께 사용하여 터보 지연을 방지합니다. 저속 및 과도 조건에서 드라이브 "달팽이"는 압축 공기를 안정적으로 공급합니다.
- 나사. 주요 구조 요소는 병렬로 설치된 두 개의 원추형 나사(나사)입니다. 압축기에 들어가는 공기는 먼저 넓은 부분을 통과한 다음 안쪽으로 회전하는 두 개의 나사의 회전으로 인해 압축됩니다. 그들은 주로 값 비싼 자동차에 설치되며 그러한 압축기 자체의 가격은 상당합니다. 설계의 복잡성과 효율성이 영향을 미칩니다.
- 캠 (뿌리). 이것은 자동차 엔진에 설치된 최초의 기계식 과급기 중 하나입니다. Roots는 복잡한 프로파일 섹션이 있는 한 쌍의 로터입니다. 작동 중에 압축이 발생하여 캠과 하우징 벽 사이에서 공기가 이동합니다. 가장 큰 단점은 과도한 부스트의 형성이므로 전자기 압축기 제어 클러치 또는 바이패스 밸브를 제공하는 설계입니다.
Audi, Mercedes-Benz, Cadillac 등 잘 알려진 제조업체의 자동차에서 기계식 압축기를 찾을 수 있습니다. 그들은 대용량 엔진이나 가스 에너지로 구동되는 터빈과 함께 소형 자동차에 설치됩니다.
기계식 과급기가 있는 회로의 장단점
단점:
- 크랭크 샤프트의 드라이브를 통해 압축기를 구동함으로써 과급기는 성공적으로 보상하지만 전력의 일부를 제거합니다.
- 특히 중속 및 고속에서 높은 소음 수준;
- 5 bar 이상의 공칭 압력에서 엔진 설계를 변경해야합니다 (커넥팅로드가있는 강력한 피스톤 설치, 두꺼운 실린더 헤드 개스킷 설치로 압축비 감소, 인터쿨러 장착).
- 비표준 원심 압축기의 품질이 좋지 않습니다.
장점 :
- 유휴 상태에서 이미 안정적인 토크;
- 평균 이상의 엔진 속도를 얻을 필요 없이 자동차를 작동할 수 있는 능력;
- 고속에서 안정적인 작동;
- 터보차저에 비해 과급기는 저렴하고 유지보수가 용이하며 압축기에 오일을 공급하기 위해 오일 시스템의 설계를 변경할 필요가 없습니다.
질의 응답 :
기계식 송풍기는 어떻게 작동합니까? 송풍기 하우징에 디퓨저가 있습니다. 임펠러가 회전함에 따라 공기가 흡입되어 디퓨저로 향합니다. 거기에서 이 공기를 소비하는 구멍으로 들어갑니다.
기계식 과급기의 목적은 무엇이며 어떻게 작동합니까? 이 기계 장치는 가스를 냉각하지 않고 압축합니다. 과급기의 유형(가스 포집 메커니즘 설계)에 따라 15kPa 이상의 가스 압력을 생성할 수 있습니다.
송풍기란 무엇입니까? 가장 일반적인 과급기는 원심력입니다. 나사, 캠 및 로터리 피스톤도 있습니다. 그들 각각은 작업의 고유한 특성과 생성된 압력을 가지고 있습니다.
