Iți ia, dar îți și dă - compresor ca supraalimentare

27 aprilie 2023, 12:02

Multă vreme, compresorul și turbo-ul s-au luptat unul cu celălalt pentru titlul de amplificator de putere numărul unu pentru motoarele cu ardere internă. În cele din urmă, turbo a câștigat, dar compresorul nu a dispărut niciodată complet, mulțumită în primul rând pasionaților de tuning - în special din Statele Unite.
În acest articol, vă vom arăta ce face ca acest dispozitiv să funcționeze diferit și de ce turbocompresorul a reușit să-l bată până la urmă.

Definiție
La motoarele cu ardere internă, compresorul comprimă aerul de admisie, forțând mai mult aer în motor pentru a produce mai multă putere pentru o anumită deplasare a pistonului.
În categoria actuală, acest compresor este o formă de inducție forțată, acționată mecanic (de obicei de o curea de la arborele cotit al motorului), spre deosebire de un turbocompresor care este antrenat de energia cinetică a gazelor de eșapament. Cu toate acestea, până la mijlocul secolului al XX-lea, un turbocompresor a fost numit „turbocompresor” și a fost considerat un tip de compresor.

Prezentare istorică a compresorului
În 1849, G. Jones din Birmingham, Anglia, a început să producă un compresor cu pompă pentru ventilația minelor de cărbune. În 1860, Roots Blower Company (înființată de frații Philander și Francis Marion Roots) din Statele Unite a brevetat un design pentru un motor de aer pentru furnal și alte aplicații industriale. Atât acest motor de aer, cât și compresorul de ventilație Birmingham au folosit un design similar cu compresoarele de tip Roots de mai târziu.
În martie 1878, inginerul german Heinrich Krigar a obținut primul brevet pentru un compresor cu șurub. Designul a fost un rotor cu doi lobi cu rotoare de formă identică, dar proiectul nu a ajuns în faza de producție.
Tot în 1878, inginerul scoțian Dugald Clerk a proiectat primul compresor care să fie folosit cu un motor. Acest compresor a fost folosit într-un motor cu gaz în doi timpi. În 1885, Gottlieb Daimler a primit un brevet german pentru supraalimentarea unui motor cu ardere internă.

Tipuri de bază
Două familii principale de supraalimentatoare se disting în funcție de metoda de transfer a gazului: supraalimentatoare cu deplasare pozitivă și dinamice. Supraalimentatoarele cu deplasare pozitivă asigură o creștere aproape constantă a presiunii de supraalimentare la toate turațiile motorului (RPM), în timp ce compresoarele dinamice fac ca presiunea de supraalimentare să crească exponențial cu RPM (peste un anumit prag de RPM). O altă familie de supraalimentatoare – deși rar utilizate – este supraalimentatorul cu undă de presiune.

Suflanta de tip Roots (cu design cu deplasare pozitivă) atinge de obicei doar 40-50% eficiență la niveluri ridicate de încărcare, comparativ cu 70-85% pentru supraalimentatoarele dinamice.
Suflantele de tip Lysholm (design cu șurub rotativ) sunt aproape la fel de eficiente ca supraalimentatoarele dinamice în intervalul îngust de sarcină/viteză/cursă pentru care sistemul trebuie să fie special conceput.

Motoarele cu turbocompresor folosesc energie din gazele de eșapament care ar fi în mod normal irosite, spre deosebire de un compresor care extrage mecanic energia din motor. Prin urmare, motoarele cu turbo au tendința de a produce mai multă putere și o economie de combustibil mai bună decât motoarele supraalimentate.
Totuși, fenomenul turbo lag, care se dezvoltă din cauza întârzierii gazului, a ținut compresoarele în competiție foarte mult timp.

Pentru o perioadă foarte lungă de timp, turboalimentarea a fost exclusă în zonele în care răspunsul la accelerație este esențial, cum ar fi cursele de tracțiune și cursele de tragere a tractorului.
Duelul s-a deplasat în direcția turbo atunci când întârzierea turbo a fost redusă la o fracțiune din dimensiunea inițială cu diferite soluții.
Pe de alta parte, dezavantajele compresorului, precum pierderea puterii utile la arborele cotit, au ramas.

Aplicație în industria auto
Primele mașini supraalimentate produse în masă din lume au fost Mercedes de 1,6 litri 6/25 CP și Mercedes de 2,6 litri 10/40 CP, producția ambelor mașini a început în 1923. A fost comercializată ca model „Kompressor”, un termen folosit pentru diverse modele până în 2012.
Mașinile de curse supraalimentate în această perioadă au inclus Fiat 805-405 din 1923, Miller 122 din 1923, Alfa Romeo P2 din 1924, sezonul Grand Prix 1924 al Sunbeam, Delage din 1925 și Bugatti Type 35C din 1926.

Sursă de alimentare GM LSJ supraalimentată (Sursă: www.wikipedia.org)

Printre cele mai faimoase mașini supraalimentate se numără Bentley Blower, care a fost introdus în 1929.
În secolul 21, motoarele auto supraalimentate produse în masă devin din ce în ce mai puțin comune, deoarece producătorii au trecut la turbocompresor pentru a obține un consum de combustibil și o performanță mai mare, așa cum a fost menționat în capitolul anterior.
Motoarele Mercedes-Benz de la începutul anilor 2000 (cum ar fi C230K, C32 AMG V6 și CL55 AMG V8) au fost înlocuite în jurul anului 2010 cu motoare turbo la modele precum C250 și CL S65 AMG. Există însă excepții, cum ar fi Audi 3.0 TFSI V6 supraalimentat (introdus în 2009) și Jaguar AJ-V8 V8 supraalimentat (actualizat la Gen III în 2009).
Astăzi, turbo-urile au înlocuit de obicei compresoarele pe majoritatea continentelor.

Încărcare dublă
În Campionatele Mondiale de Raliuri din anii 1985 și 1986, Lancia a intrat pe Delta S4, care avea atât un compresor cu curea, cât și un turbocompresor.

Lancia Delta S4 (Sursă: www.wikipedia.org)

La mijlocul intervalului de viteză, ambele sisteme s-au încărcat, în timp ce la cea mai mare viteză, electronica de control a deconectat antrenamentul de la compresor. Scopul acestui lucru a fost de a profita de avantajele fiecărui sistem de încărcare, eliminând în același timp dezavantajele. Această abordare a adăugat complexitate și a afectat fiabilitatea mașinii în competițiile WRC, dar a și crescut greutatea componentelor suplimentare ale motorului în designul finit.
Motoarele cu supraalimentare dublă au fost folosite ocazional la mașinile de serie, cum ar fi motoarele Volkswagen 1.4L 2005-2007 și motoarele cu patru cilindri Volvo B4204T43/B4204T48 2.0L 2017.

Comentarii

Comentariul trebuie sa conțină mai mult de 5 caractere!

Vă rugăm să acceptați regulamentele!

Nu există comentarii. Fii primul!