Кіріспе

Орталықтан тепкіш суперкомпрессор – көпқырлы ауа қысымын (МАП) арттыру үшін центробектік күшті пайдаланатын суперкомпрессордың арнайы түрі. МАП-тың артуы қозғалтқыштың көбірек отынды жағуын қамтамасыз етеді, нәтижесінде қуаттылығы артады. Орталықтан тепкіш суперкомпрессорлар әдетте қозғалтқыштың алдыңғы бөлігіне қозғалтқыш белдігі немесе қозғалтқыш коленвалдық білігінен беріліс арқылы орнатылады.

Центрифугалы суперкомпрессорлардың түрлері

Орталықтан тыс суперкомпрессор автомобиль, жүк көлігі, теңіз көлігі, ұшақтар, мотоциклдер және UTV сияқты көптеген салаларда қолданылады. Бұл қолданымдардың ішінде, олар көбінесе көшеде жүретін көліктер мен жарыс машиналарын қуатын арттыру үшін пайдаланылады. Алғашқы практикалық центробегтік компрессор 1899 жылы жасалған, ал орталықтан тыс суперкомпрессорлар Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде ұшақтарда кеңінен қолданылды, көбінесе олардың газды қоздырғыш әріптесі – турбокомпрессормен бірге жұмыс істеді. Бұл термин турбокомпрессорлардың турбинамен жұмыс істейтін орталықтан тыс суперкомпрессордың нақты түрі екенін көрсетеді. Соңғы кезде орталықтан тыс суперкомпрессорлар қазіргі заманғы автокөліктерде кең таралды. Кейбір көліктерде суперкомпрессорлар зауыттан орнатылған жабдық ретінде келеді. Орталықтан тыс суперкомпрессорлік жүйе бензин және дизель қозғалтқыштарындағы қуатты арттыру үшін тиімді, ықшам және интеркулерге қолайлы құрал болып табылады, бұл жүйе су көліктері, құрлықтағы көліктер және ұшақтардың кең спектрінде қолданылады.

Автомобильдік суперкомпрессорлар

Орталықтан тыс суперкомпрессорлар өнімділікті арттыру мақсатымен қосымша жабдық ретінде автокөлік нарығында кең таралды. Құрылымдық ерекшелігіне сәйкес, орталықтан тыс суперкомпрессорлар ауа-ауа немесе ауа-су аралық салқындатқыштарды оңай орнатуға мүмкіндік береді. Көптеген компаниялар орталықтан тыс суперкомпрессорларды өндіріп қана қоймай, оларды механиктердің немесе автокөлік әуесқойларының өздері орната алатын толық жиынтық ретінде де ұсынады.

Ұшақтардың суперкомпрессорлары

Әуе қысымы биіктік артқан сайын төмендейтіндіктен, ауаны қысу қозғалтқыштың қуатын ұшақ көтерілгенде сақтауға көмектеседі.

Құралымдары

Орталықтан тыс суперкомпрессордың төрт негізгі компоненті – волюта (компрессор корпусы), диффузор, ротор және беріліс қаптамасы. Волюталар әдетте алюминийден жасалған формаға құйылады, себебі алюминий беріктігі, салмағы және коррозияға төзімділігінің үйлесімін қамтамасыз етеді, басқа металдарға қарағанда артықшылықты. Содан кейін волюталар ротордың дизайнына сәйкес келу үшін жоғары дәлдікпен өңделеді. Роторлар көптеген конфигурацияларда жасалады, ал Эйлердің сорғы және турбина теңдеуі ротордың жұмысын түсінуде маңызды рөл атқарады. Роторлар көбінесе металдарды формаға құю арқылы жасалады, содан кейін өңделеді, ал ең жоғары сапалы роторлар тұтас металлдан өңделеді. Беріліс қаптамасы кіріс білігінен (қозғалтқыш коленвалынан жететін) шығыс білігіне дейін жылдамдықты арттырады, оған ротор бекітіледі (орталықтан тыс суперкомпрессор роторларының жылдамдығы минутына 100 000 айналымнан асып кетуі жиі кездеседі). Зу тісті берілістің негізгі компоненттері – біліктер, тісті доңғалақтар, подшипниктер және тығыздағыштар. Беріліс жоғары жылдамдықтар мен жүктемелерге шыдауы керек болғандықтан, компоненттер өте жоғары дәлдікпен өңделеді, ұнтақталады және құрастырылады.

Процесс

Орталықтан тепкіш суперкомпрессор қуатын тікелей жалғанған қозғалтқыштың қозғалысынан алады. Осы кезде суперкомпрессор желдеткішті – немесе кішкентай айналатын дөңгелекті – қозғалтады. Желдеткіш ауаны шағын компрессор корпусына (спираль) сорып алады, ал центробектік күш ауаны диффузорға жібереді. Соның нәтижесінде жоғары қысымды, бірақ төмен жылдамдықты ауа пайда болады. Бұл жоғары қысымды, төмен жылдамдықты ауа қозғалтқышқа жіберіледі, онда қосымша қысым қозғалтқышқа көбірек отын жағу мүмкіндігін береді және жану деңгейін арттырады. Бұл қозғалтқыштың көлемдік тиімділігінің жоғарылауына байланысты көліктің жылдамдығын арттырып, жауап беру жылдамдығын жақсартады.

Жеке/сауықтыру

Ұшақтарда қолданылуы центрифугалы конструкцияны көптеген жақсартуларға ұшыратқаннан басқа, центрифугалы суперкомпрессордың кеңінен таралуы көбінесе автомобильдердің өнімділігін арттыру нарығына бағытталған. Дизайн және өңдеу технологияларының жетілуі компрессордың тиімділігін, сондай-ақ подшипниктер мен тығыздағыштарды жобалауда үлкен прогреске мүмкіндік берді. Автомобильдер, жүк көліктері, қайықтар, мотоциклдер және UTV-лердің қуатын арттырудың сенімді, қауіпсіз және экономикалық (ат күшіне шаққандағы доллар) мүмкіндігі ретінде центрифугалы суперзарядтау, әртүрлі салаларда өнімділікке құштарлар үшін қолжетімді нұсқаға айналды. Орнатудың қарапайымдығы және көптеген жүйелерде интеграцияланған салқындату технологиясы қолданылуының арқасында центрифугалы суперзарядтау өнімділік индустриясында танымалдылығын арттыруда.

Коммерциялық

Орталықтан тепкіш суперкомпрессор технологиясы өнеркәсіптік қолдану саласында да кеңінен қолданылуда. Қалдық суларды тазартудан бастап ұшақтарды мұздан тазалауға дейін, орталықтан тепкіш суперкомпрессордан алынған қысық ауа жүйенің тиімділігі мен сенімділігін едәуір арттырды. Көптеген өнеркәсіптерде пневматикалық тасымалдау енді өнімді немесе материалды кәсіпорын ішінде жылжытудың басым әдісі болып табылады. Бұрын мұндай үлкен көлемдегі ауа ағынының жалғыз көзі Roots типтес компрессорлар саналды. Бірақ тиімді конструкциясының арқасында орталықтан тепкіш технология энергияны үнемдеуге, шығарылатын ауаның температурасын төмендетуге және шудың азаюына мүмкіндік беретіндіктен қазір қолдануға кеңінен енгізілуде.

Өнер көрсету

Қозғалтқышпен жұмыс істейтін центробектік суперкомпрессорлар төмен айналымдарда крутящий моментті арттыруда Roots типті суперкомпрессорлардан нашар, бірақ термодинамикалық тиімділік тұрғысынан Roots типті суперкомпрессорлардан артық (ауаны қысқанда аз жылу бөлінеді).

Адиабатикалық тиімділік

Орталықтан тыс суперкомпрессорлар ауаны сығымдау үшін центрифугалық күштерді қолданады, сондықтан олар позитивті ығысу конструкцияларына қарағанда қуат тұтыну және жылу шығару тұрғысынан жоғары тиімділікке ие. "Мүмкін, барлық суперкомпрессорлардың ең қарапайымы – центрифугалық, ол сонымен қатар ең жылу тиімді болуы мүмкін". Турбокомпрессорлардың компрессор бөлігі де центрифугалық конструкция болып табылады және жоғары тиімділікке ие.

Ең аз жылу беру

Орталықтан тепкіш суперкомпрессорлар әдетте қозғалтқыштың алдыңғы жағына қарай орнатылады. Суперкомпрессорды орнату тірегі арқылы қозғалтқыштан алыстату, жұмыс істеу кезінде қозғалтқыштан суперкомпрессорға жылу беруді едәуір төмендетеді. Қарсылығынша, қозғалтқыштың ортасына (ішіне) орналастырылған екі бұрандалы немесе тамырлық компрессор, қозғалтқыш блогы мен цилиндр бастарынан жылу беру арқылы жұмыс кезінде жылуды сіңіреді (жылу жинақтайды). Суперкомпрессордағы жоғары температура деңгейі тікелей қозғалтқышқа енетін ауа температурасына әсер етеді. Қозғалтқышқа кіретін ауаның жоғары температурасы қуаттың артуын азайтады және цилиндрлерде детонация нәтижесінде қозғалтқыш зақымдануының ықтималдығын арттырады. Сондай-ақ, аралық салқындату (ауа тығыздығының артуы) туралы да қараңыз.