Автомобиль, спортивный автомобиль, грузовик, поезд, самолет или даже двигатель строительной техники, несомненно, имеют одну общую черту - они работают на двигателях. Чтобы повысить свою выходную мощность, производители автомобилей решили вступить в войну за мощность. Чтобы увеличить экономию топлива и увеличить выходную мощность двигателя, были изобретены не имеющие аналогов турбонагнетатель и нагнетатель.
Турбокомпрессор против нагнетателя
Разница между турбонагнетателем и нагнетателем заключается в том, что, хотя турбонагнетатель представляет собой систему с принудительной индукцией, которая использует мощность выхлопных газов для сжатия атмосферного воздуха и отправки его в камеру сгорания, нагнетатель также является системой принудительной индукции с приводом от двигателя, Это означает, что он работает механически с помощью ремня, цепи или вала, которые напрямую связаны с коленчатым валом двигателя.
Турбокомпрессор похож на турбину, которая использует выхлопные газы для сжатия атмосферного воздуха и направляет воздух в камеру сгорания, тем самым повышая производительность двигателя. Вместо того, чтобы тратить впустую выхлопные газы, выбрасываемые из камеры сгорания, турбонагнетатель использует их с помощью трех вентиляторов, два из которых расположены на одном валу, а другой - во впускном отверстии автомобиля, который втягивает воздух в двигатель.
В спортивных автомобилях обычно используется нагнетатель. Он работает механически и увеличивает плотность и давление воздуха, поступающего в двигатель. Чем больше воздуха попадает в двигатель, тем больше вырабатывается энергии. У нагнетателя есть ремень, цепь или вал, которые соединены с коленчатым валом двигателя, и его основная функция заключается в повышении выходной мощности.
Сравнение турбонагнетателя и нагнетателя
| Параметры сравнения | Турбокомпрессор | Нагнетатель |
| Источник энергии | Турбокомпрессор использует выхлопные газы для производства энергии. | Нагнетатель подключен к коленчатому валу двигателя для получения энергии. |
| Скорость вращения | Раскручивается до скорости 150000 об / мин. | Раскручивается до 50000 об / мин. |
| Звуковое излучение | Уровень шума ниже, чем у нагнетателя. | Звук - больше, чем турбокомпрессор |
| Температура сжатого воздуха | Температура сжатого воздуха в турбонагнетателе достаточно высока. | Сжатый воздух имеет более низкую температуру |
| Вращение компрессора | Турбина вращает компрессор | В нагнетателе ремень соединен с коленчатым валом двигателя, и этот коленчатый вал двигателя вращает компрессор. |
Что такое турбокомпрессор?
Турбокомпрессор - это система принудительного впуска, которая использует мощность выхлопных газов, выбрасываемых камерой сгорания, и повышает производительность двигателя.
История турбокомпрессоров восходит к 1800-м годам, когда Готлиб Даймлер экспериментировал с принудительной индукцией. Это было в 1905 году, когда швейцарский инженер Альфред Бучи запатентовал свой автомобильный усилитель мощности. В дальнейшем аналогичные прототипы использовались в самолетах, дизельных кораблях и транспортных средствах. Испытания показали, что эти надстройки двигателя могут повысить выходную мощность, снизить выбросы и улучшить топливную экономичность.
Турбокомпрессор состоит из двух вентиляторов, расположенных на одном валу. Один вентилятор расположен на пути выхода выхлопных газов из камеры сгорания. Выходящие выхлопные газы запускают крыльчатку, которая, в свою очередь, заставляет вращаться другой вентилятор, расположенный на валу. Есть также третий вентилятор, который расположен в воздухозаборнике автомобиля, и именно движущая сила этого вентилятора втягивает воздух в двигатель.
Воздух, втягиваемый в двигатель, сжатый и теплый. Поэтому он менее плотный. Теплообменник охлаждает воздух перед его поступлением в цилиндры.
Функционал турбокомпрессора можно охарактеризовать как циклический. Это происходит потому, что выхлопные газы вращают турбины, которые втягивают больше воздуха. Этот воздух, в свою очередь, втягивает больше топлива, и когда топливо сгорает, выделяются выхлопные газы - это непрерывный процесс.
В турбонагнетателе есть оборудование для борьбы с смогом, которое помогает снизить выбросы углерода.
Турбокомпрессор требует тщательного обслуживания и временами отстает из-за прерывистой подачи энергии.
Что такое нагнетатель?
Нагнетатель - это система принудительной индукции, которая широко используется в спортивных автомобилях. Он работает механически с помощью ремня, цепи или вала, который соединен с коленчатым валом двигателя. Как воздушный компрессор, его основная роль заключается в повышении плотности и давления воздуха, поступающего в двигатель.
Первый прототип нагнетателя был создан Дж. Джонсом из Бирмингема около 1849 года. Он был запатентован Root Brothers в 1860 году. В 1885 году Готлиб Даймлер запатентовал нагнетатель, который он использовал в двигателе внутреннего сгорания. В 1902 году Луи Рено получил патент на центробежный нагнетатель. Проведенные испытания доказали, что нагнетатель, установленный в гоночном автомобиле, может значительно увеличить его мощность. Mercedes в 1920-х годах стал первой автомобильной компанией, выпустившей серию автомобилей с нагнетателем.
Нагнетатель работает как базовый двигатель внутреннего сгорания, где воздух и топливо смешиваются в камере сгорания и заставляют поршень двигаться - чем больше топлива и воздуха сжигается, тем больше мощность. Но нагнетатель дает больше сжатого воздуха.
Нагнетатели бывают трех типов - корневого типа, двухвинтового нагнетателя и центробежного нагнетателя.
Mercedes успешно разработал электрический нагнетатель, который больше не зависит от двигателя.
У нагнетателя нет перепускного клапана. Следовательно, эмиссия смога высока. К тому же он громче турбо.
Температура сжатого воздуха в нагнетателе ниже, и в большинстве случаев для него не требуется промежуточный охладитель. Однако для некоторых типов нагнетателей требуются промежуточные охладители.
Нагнетатель прост в обслуживании. Он страдает от незначительного отставания, поскольку коленчатый вал обеспечивает непрерывную подачу энергии.
Основные различия между турбонагнетателем и нагнетателем
Вывод
Турбокомпрессоры и нагнетатели представляют собой системы принудительной индукции, которые могут увеличить мощность двигателя и улучшить его характеристики. Однако они отличаются друг от друга конструкцией, функциональностью, мощностью, топливной экономичностью, уровнем шума, выбросом смога и т. Д. Благодаря турбонагнетателям и нагнетателям обычные двигатели теперь превратились в машины, обладающие огромной мощностью и эффективностью.
Большинство гоночных автомобилей Формулы 1 используют нагнетатели для увеличения общей скорости автомобиля. Турбокомпрессоры можно найти в самых разных сферах. Помимо использования в качестве надстройки к двигателю автомобиля, они также могут использоваться в строительном инструменте с приводом от двигателя. Именно благодаря этим двум событиям мир стал свидетелем истинной сущности «скорости».
использованная литература
- https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/1999-01-0908/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890416311463
