Что такое компрессорный нагнетатель двигателя

Компрессор мерседес что это такое? Мой логичный отзыв

В общем у меня небольшая история, мой знакомый решил купить себе Мерседес, и не просто а так называемый «компрессор». Нет, не думайте, у него немного денег, этот автомобиль примерно 2003 года, поэтому стоимость всего 400 – 450 000 рублей, пока торгуется. Однако возникает такой вопрос, а что такое эта аббревиатура компрессор? Ведь мы знаем, что свежие поколения сплошь все турбированные? Для моего друга и для вас мои читатели это статья – пояснение …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Про плюсы и минусы
• Доработка компании мерседес
• Ушедшее время
• Стоит ли покупать такой мерседес?

Как известно любой из типов турбонагнетателей, поставляет большой объем воздуха в цилиндры двигателя. Чем больше он его туда «засунет», тем больше и эффективнее будет сгорать топливо, что значительно увеличит КПД двигателя — можно «выжать» больше лошадиных сил с этого же объема.

Однако турбины на отработанных газах не сразу стали популярны, до их появления на автомобили в большом количестве устанавливали механические компрессоры, которые работали от энергии (вращения) коленчатого вала. Особенно популярны они были в США, позже стали появляться в Европе. До этого все модели автомобилей имели обычные атмосферные двигатели.

В 1990 годах, начинают появляться первые модели мерседесов-компрессор, по сути это обычный двигатель, на который как вы поняли — устанавливался механический нагнетатель воздуха. Как и в США, в Европе практически все производители стали устанавливать нагнетатели типа «РУТС».

РУТС — представлял из себя, роторный нагнетатель, который толкал лопастями воздух во впускной коллектор.

Про плюсы и минусы

Плюсы этих типов нагнетателей, уже давно известны – это надежность, большой ресурс, нет общей смазки с двигателем (конструкция отдельна), увеличение мощности до 30%, простая конструкция, нет «турбоямы». Знаете и сейчас до сих пор многие народные тюнеры ставят именно компрессоры скажем на наши ВАЗ. Однако минусы также сущетсвенны.

Минусами можно назвать – жесткую связку коленчатого вала двигателя и вала нагнетателя, они постоянно вращаются вместе. Если на высоких оборотах это хорошо идет большое нагнетание воздуха в цилиндры, то на низких оборотах компрессор наоборот больше нагружает двигатель, что ведет к большему расходу топлива на холостых оборотах.

Доработка компании мерседес

Широкое применение тип «РУТС» получил на модели Мерседес–Бенц 230. Где к двигателю 2,3 литра, установленный компрессор добавлял примерно 30 % мощности. Уже при 2500 оборотов в минуту выдавал крутящего момента в 280 Н.м., нужно отметить, что тяга оставалась постоянной до 4800 об/мин. Мерседес единственный из производителей который раскрутил лопасти этого нагнетателя до невиданных для компрессора – 12000 об./мин.

Еще одной прорывной технологией стало магнитное сцепление вала компрессора – то есть в холостом ходу он как бы отключался, не нагружая вал, а вот в эффективном диапазоне оборотов срабатывала специальная муфта, которая включала нагнетание воздуха. Это позволило снизить расход топлива именно на низах. Для своего времени это был просто прорыв.

Ушедшее время

Конечно, современных мерседесов-компрессоров уже не существует. Сейчас все турбины работают на энергии отработанных газов, там другие обороты и другая производительность. Инженеры подсчитали и выявили что ТУРБО на «отработке» работает в 7 – 10 раз эффективнее компрессора.

Но модели таких мерседесов еще остались на наших дорогах, большим плюсом является их живучесть! По сути, конструкция настолько прочная, что они могут ходить (при должной эксплуатации) по несколько сотен тысяч километров. Это машины стали лицом компании, которая зарекомендовала себя только с лучшей стороны.

Стоит ли покупать такой мерседес?

Знаете мое мнение, купить машину классом ниже – НО новую, она и на гарантии будет и проблем вам не доставит первые пять, а может быть и более лет!

Однако если хочется такой вариант «МЕРСА» тогда покупайте, у них и автоматы прочные, главное чтобы масло во время менялось, и движки как я уже писал выносливые, а уж компрессор эта не та часть которая будет выходить из строя. По сути это «ТАНК во плоти» — относительно мощный и очень надежный, конечно нет ничего вечного – это нужно понимать, поэтому с пробегом в 300 000 километров вам все равно придется что-то менять, возможно и нагнетатель, просто придет время. Однако это не турбина на отработанных газах, которая может рассыпаться и через 90 000 км. И будет постоянно «жрать» масло, здесь нагнетатель – я еще раз подчеркиваю – живет долго! Поэтому если найдете такой автомобиль из первых рук (одного хозяина), да еще и с малым пробегом знайте — проработает долго! Дополнительным бонусом является приемлемый табун лошадей под капотом, как правило, примерно — около 200 л.с.

Вот такая вот статья получилась, думаю реально полезно, читайте наш АВТОБЛОГ.

(33 голосов, средний: 4,67 из 5)

Автогипертония

Механический компрессор, турбонагнетатель – слова, ставшие заклинаниями для всех фанатов скорости, готовых пойти на любые жертвы ради лишней дюжины лошадей. Но действующим в жестких рамках автопроизводителям приходится быть куда осмотрительнее и тщательно взвешивать плюсы и минусы каждого варианта наддува.

Текст: Карелов Олег.

Задача любого компрессора – увеличение количества воздуха, подаваемого в цилиндры. А, как известно, чем больше воздуха вберет в себя мотор, тем больше он может сжечь топлива, и тем выше будет его крутящий момент. Однако от современного двигателя требуется не только высокая отдача, но и легкость управления. А на это влияют такие параметры, как четкость откликов на нажатие педали газа, равномерность тяги в широком диапазоне оборотов. И здесь результат уже существенно зависит от вида нагнетателя.

МЕХАНИЧЕСКИЙ КОМПРЕССОР

Столь быстрому успеху механических компрессоров способствовала их относительная простота и долговечность. При этом наиболее удачным из них оказался нагнетатель, изобретенный братьями Рутс: воздух в нем сжимается двумя роторами, вращающимися в противоположные стороны со скоростью до 20000об/мин.

Достоинства и недостатки механических нагнетателей обусловлены их жесткой связью с валом мотора. К преимуществам относится эффективный наддув, начиная уже с холостых оборотов двигателя, а так же постоянное поддержание высокого давления во впускном коллекторе, благодаря которому автомобиль следует за педалью газа без каких-либо задержек.

Главный же недостаток – это отбор мощности у мотора, и, соответственно, увеличение расхода топлива. Причем на мощных компрессорных двигателях эти потери составляют далеко не один десяток лошадиных сил. Но разве можно считать недостатком потребность устройства в энергии для работы? Оказывается можно, ведь есть турбокомпрессоры!

ТУРБОКОМПРЕССОР

Разумеется, турбонагнетатель – не “вечный двигатель”, но, в отличие от механического компрессора, для сжатия воздуха он использует “бесплатную” энергию выхлопных газов. Действительно, когда в двигателе в конце такта расширения открывается выпускной клапан, то нагретые до 1000 градусов отработавшие газы вырываются из цилиндра под давлением около пяти бар. Поэтому вполне логично поставить на их пути турбину, которая могла бы совершать какую-то полезную работу. Например, нагнетать воздух в цилиндры, как предложил еще 1905 году инженер Альфред Бюи.

Выдвинутый им принцип турбокомпрессора остался неизменным и до сих пор: к турбине через общий вал пристыковывается центробежный воздушный насос, нагнетающий воздух в цилиндры. Соответственно, чем сильнее отработавшие газы раскручивают ротор турбины, тем большее давление обеспечивает компрессор.

Однако в производстве такие агрегаты отнюдь не просты, ведь подшипники вала должны выдерживать крайне высокие температуры и огромные, до двухсот тысяч оборотов в минуту(!), скорости вращения. Из-за этого приходится, например, включать турбокомпрессор в единую систему смазки двигателя.

Другой проблемой турбонаддува является его инерционность, то есть задержки между нажатием водителя на газ и началом интенсивного разгона — драгоценное время уходит на раскручивание турбины. А при низких оборотах двигателя турбокомпрессор и вовсе оказывается беспомощным – потока выхлопных газов просто не хватает для интенсивной раскрутки ротора.

ПЕРСПЕКТИВЫ

Одно время механические и турбинные нагнетатели являлись полноценной альтернативой друг другу. Но сейчас, когда счет идет на каждый грамм CO2, их пути расходятся. Турбокомпрессоры перестали быть исключительно средством установления рекордов мощности: теперь они помогают создавать экономичные компактные, но при этом динамичные моторы, такие как, например, агрегаты Audi TFSI. А с врожденными недостатками борются с помощью изменяемой геометрии лопастей, или просто установкой вместо одного большого турбокомпрессора двух маленьких, обладающих существенно меньшей инерционностью.

Что же до механических нагнетателей, то они сдают позиции – уж слишком велики потери мощности. Однако, подключаясь по мере необходимости, они вполне могут дополнять турбонаддув, устраняя задержки и помогая ему на низких оборотах, что и продемонстрировал Volkswagen своим необычным мотором TSI. И если этот двигатель пройдет испытание временем, то, может быть, в будущем давние конкуренты – турбонаддув и механический компрессор — вновь встретятся лицом к лицу, но на сей раз уже в качестве партнеров.

На самом деле, турбина создает не такое уж и большое сопротивление на выпуске — всего около 3% мощности теряется в таких двигателях на раскрутку крыльчатки. И тому есть объяснение — скорость потока до и после турбины остается практически неизменной — а вот температура разная — выхлопные газы отдают свою энергию в виде тепла.

Виды и принцип работы механического нагнетателя

Механический наддув является одним из способов повысить мощность двигателя. Главным элементом такой системы является механический нагнетатель (Supercharger или compressor). Он представляет собой компрессор, приводимый в действие за счет вращения коленчатого вала. Установка механического нагнетателя обеспечивает увеличение мощности двигателя до 50%. Supercharger осуществляет забор воздуха через воздушный фильтр, сжимает и далее отправляет его во впускной коллектор ДВС, что и способствует повышению мощности последнего.

1. Конструкция и принцип работы механического наддува
2. Устройство механического наддува
3. Типы привода механического наддува
4. Виды механических компрессоров
5. Преимущества и недостатки схемы с механическим нагнетателем

Конструкция и принцип работы механического наддува

В современном автомобилестроении применяется несколько видов систем механического наддува, каждая из которых имеет свои конструктивные особенности и принцип нагнетания воздуха.

Устройство механического наддува

Система механического наддува состоит из следующих элементов:

• механический нагнетатель (компрессор);
• интеркулер;
• дроссельная заслонка;
• заслонка перепускного трубопровода;
• воздушный фильтр;
• датчики давления наддува;
• датчики температуры воздуха во впускном коллекторе.

Схема работа механического наддува

Управление механическим нагнетателем осуществляется при помощи дроссельной заслонки, которая при высоких оборотах открыта. При этом заслонка трубопровода закрыта, и весь воздух поступает во впускной коллектор двигателя. Когда двигатель работает на низких оборотах, дроссельная заслонка открыта под небольшим углом, а заслонка трубопровода открыта полностью, что обеспечивает возврат части воздуха на вход компрессора.

Поступающий из нагнетателя воздух проходит через интеркулер, что снижает температуру нагнетаемого воздуха примерно на 10°C, способствуя более высокой степени его сжатия.

Типы привода механического наддува

Передача крутящего момента от коленчатого вала к механическому компрессору может осуществляться различными способами:

• Система прямого привода – предполагает монтаж компрессора непосредственно на фланец коленчатого вала двигателя.
• Ременный привод. Передача усилий реализуется при помощи ремня. Различные производители используют свои виды ремней (плоские, клиновидные или зубчатые). Системы с использованием ремня характеризуются коротким сроком службы и вероятностью возникновения проскальзывания.
• Цепной привод. Имеет аналогичный ременному приводу принцип.
• Шестеренчатый привод. Недостатком такой системы является повышенный шум и большие габариты.

Виды механических компрессоров

Каждый тип привода наддува имеет свои эксплуатационные особенности. Всего различают три вида механических нагнетателей:

• Центробежный нагнетатель. Самый распространенный вид механических нагнетателей. Основной рабочий элемент системы – колесо (крыльчатка), которое имеет сходную конструкцию с компрессорным колесом турбины. Оно вращается со скоростью порядка 60 000 оборотов в минуту. При этом воздух всасывается в центральную часть компрессорного колеса в режиме высокой скорости и малого давления. Пройдя через лопасти нагнетателя, воздух подается во впускной коллектор, но уже в режиме низкой скорости и высокого давления. Этот вид нагнетателя используется в комплексе с турбокомпрессорами для устранения турбоямы.
• Винтовой нагнетатель. Представляет собой систему из двух вращающихся шнеков (винтов) конической формы. Воздух, попадая в более широкую часть, проходит по камерам компрессора и, благодаря вращению, сжимается и нагнетается в патрубок впускного коллектора. Такие системы применяются в основном на спортивных и дорогостоящих автомобилях, поскольку достаточно сложны в изготовлении. Их преимущество – высокая эффективность работы.
• Кулачковый нагнетатель (roots). Один из первых видов механических нагнетателей. Конструктивно он представляет собой два ротора со сложным профилем сечения. Оси вращения роторов соединяются двумя одинаковыми шестернями. При вращении системы воздух перемещается между стенками корпуса и кулачками, в результате чего происходит его нагнетание во впускной трубопровод. Недостатком этой системы является образование избыточного давления, что провоцирует сбои в работе наддува. Для устранения этого явления в конструкции кулачкового нагнетателя предусматриваются либо муфта с электрическим приводом (управление с отключением нагнетателя), либо перепускной клапан (без отключения нагнетателя).

Винтовой нагнетатель

Механические нагнетатели довольно часто применяются на автомобилях марок Cadillac, Audi, Mercedes-Benz а также Toyota. При этом кулачковые и винтовые компрессоры устанавливаются преимущественно на мощных спортивных автомобилях с бензиновыми двигателями, а центробежные входят в систему двойного турбонаддува для дизельных моторов.

Преимущества и недостатки схемы с механическим нагнетателем

В сравнении с турбонагнетателем механическая система наддува приводится в движение не отработавшими газами двигателя, а за счет вращения коленчатого вала. Это означает, что, с одной стороны, мощность мотора увеличивается, а с другой – возникает дополнительная нагрузка, отбирающая, в зависимости от вида компрессора, до 30% производительности двигателя. Также минусом системы является высокий уровень шума, который создает привод системы.

Использование механического наддува на повышенных оборотах провоцирует более быстрый износ деталей двигателя, а потому они должны быть изготовлены из материалов повышенной прочности.
Основным достоинством механического привода является низкая стоимость изготовления (в сравнении с турбонаддувом), простота монтажа, а также мгновенный отклик системы на повышение оборотов двигателя. Так системы с винтовыми и кулачковыми компрессорами обеспечивают высокую динамику разгона, а центробежные нагнетатели стабильную работу двигателя на высоких скоростях.

Помимо привода от коленчатого вала двигателя, механический наддув может работать за счет отдельного электродвигателя. В этом случае потери мощности мотора удается избежать.

Всё про турбокомпрессоры, или Нагнетатель обстановки

Многие автомобилисты с опаской относятся к ремонту турбокомпрессоров. И не без оснований. При этом производители разрешают ремонтировать некоторые турбины и даже выпускают оригинальные комплектующие, а иные и вовсе занимаются промышленным восстановлением агрегатов. Причиной же невысокого ресурса перебранных турбин зачастую является пресловутый человеческий фактор.

Презумпция невиновности

Турбокомпрессор (ТК) работает на перекрестке нескольких систем двигателя, и его здоровье зависит от исправности других узлов. Поэтому при появлении любых нареканий по поводу работы ТК важно провести вдумчивую диагностику узла в составе мотора. Диагностика необходима и в случае выхода турбины из строя — она послужит гарантией, что новая или отремонтированная турбина не преставится через пару тысяч километров.

Сначала с помощью компьютера проверяют систему управления двигателем в целом и отдельные датчики. Абсолютное большинство турбин оборудовано механизмом регулирования давления наддува; его сбой запросто может быть следствием банальной неисправности — например, неправильного сигнала от расходомера воздуха. Нередки случаи, когда из-за игнорирования такой диагностики в профильные компании по ремонту ТК привозят… исправные агрегаты.

Здоровье турбины зависит от герметичности систем впуска и выпуска двигателя и давления в них. Если, к примеру, забиты нейтрализатор и воздушный фильтр, манометры покажут повышенное разрежение на впуске и увеличенное противодавление на выпуске. Работа в таких условиях серьезно сокращает ресурс внутренних элементов ТК: подшипников, уплотнителей и самого вала. При больших перепадах давления турбина из-за конструктивных особенностей начинает сильнее гнать масло на впуск — патрубок и впускной трубопровод покрываются жирным налетом.

Негерметичность систем впуска и выпуска также вызывает опасные перепады давления. А банальная экономия на замене воздушного фильтра или несвоевременное устранение подсоса воздуха за его корпусом приводят к износу компрессорного колеса турбины. Его лопатки стачиваются попадающими внутрь частицами песка.

Распространенная причина выхода ТК из строя — попадание инородных предметов в крыльчатки. Порою это случается из-за разгильдяйства механика, который при обслуживании машины оставил во впуске ветошь или уронил внутрь шайбу. Или из-за непредвиденного разрушения деталей мотора, когда, например, отваливается электрод от свечи. Вал турбины вращается с огромной скоростью, и попадающие на крыльчатки инородные предметы значительно их деформируют, из-за чего турбину может даже заклинить. В итоге ротор ломается пополам от скручивания. В этом случае ремонтировать агрегат бессмысленно.

К характерным повреждениям крыльчаток и вала приводит так называемый перекрут турбины, то есть превышение допустимых оборотов. Речь не только о неграмотном чип-тюнинге — перекрут может быть спровоцирован и обидным стечением обстоятельств. Например, из-за ошибочных показаний датчика расхода воздуха с запаздыванием срабатывает механизм регулирования давления наддува. ТК работает в очень жестких условиях (взять хотя бы термическую нагрузку), и даже незначительное отклонение от допустимых режимов приводит к непоправимым последствиям.

Описанные причины отказов турбин встречаются не так часто, основная доля приходится на неисправности в системе смазки ТК. В зазорах между валом турбины и его подшипниками должен присутствовать масляный клин, иначе происходит перегрев и износ валов, подшипников и уплотнений — вследствие контактной работы элементов. Чаще всего смерть турбины наступает из-за банального масляного голодания и посторонних частиц в масле.

ТК очень чувствителен к чистоте и качеству масла — больше, чем мотор. Во многом потому, что этот узел работает в тяжелых температурных режимах. В частности, на бензиновых двигателях отработавшие газы разогреваются аж до 1000 °C. Поэтому увеличенные интервалы замены масла и экономия на фильтре первым делом сокращают ресурс ТК.

Масляное голодание турбины имеет массу причин, о которых мало кто задумывается. Одна из распространенных — закоксовывание подводящей трубки. Зачастую она забивается полностью — и ТК работает на сухую. Не менее важна исправность масляного насоса двигателя, а также системы вентиляции картера. Часто именно из-за нее турбина незаметно умирает. Масло в корпус подшипников ТК поступает под давлением около 4 бар, а сливается из него в поддон двигателя самотеком. И даже незначительное повышение давления картерных газов сильно ограничит расход смазки через турбину, снижая несущую способность ее пленки, и приведет к ее просачиванию через уплотнения. Нередко это происходит из-за неисправного клапана вентиляции.

Многие ремонтники не учитывают все эти моменты, когда ставят турбину после диагностики или ремонта на двигатель. Как минимум, нужно исключить ее работу на сухую в первые секунды после пуска мотора. Для этого в корпус подшипников загодя заливают масло.

Если не обращать внимания на перечисленные нюансы, турбина долго не протянет. А ремонтники, естественно, обвинят в недобросовестной работе тех, кто восстанавливал узел. Вот и боятся люди ремонтировать турбины.

Восстановлению подлежит

Производители турбин основательно подходят к их ремонту на своих производственных мощностях. Дальше всех в этом деле продвинулась фирма Honeywell (бренд Garrett). При восстановлении специалисты меняют картридж турбины (центральный корпус в сборе с валом, подшипниками и крыльчатками) и механизм регулирования давления наддува. Старые неповрежденные корпусы (холодную и горячую улитки) очищают и устанавливают обратно. На выходе имеем практически новый компрессор с полноценной заводской гарантией. Но даже Garrett восстанавливает турбины далеко не всех моделей своей линейки.