3.7. Компрессор объёмного типа (спиральный нагнетатель/g-нагнетатель).

Спиральный нагнетатель (на английском языке «scroll type») (рис. 3.24) является одноосевым нагнетателем, в котором в неподвижном корпусе одна подвижная вытесняющая спиральная пластина, заключённая с обоих сторон в литые спиральные стенки корпуса выполняет поступательно – круговые движения, аналогичные движению кольцевого поршня в нагнетателе на рис. 3.23. Ось вытеснителя располагается на шейке кривошипа практически коленчатого вала. При вращении последнего ось вытеснителя совершает круговые движения с радиусом, равным радиусу кривошипа. При этом ещё одна точка вытеснителя совершает благодаря другому коленчатому валу такие же движения, что и основная ось. Таким образом, каждая точка спирального вытеснителя при работе совершает движение по окружности с радиусом, равным радиусу кривошипа, на котором вытеснитель сидит. Синхронизация вращения двух коленчатых валов выполнена с помощью зубчатой ременной передачи. А общий привод нагнетателя осуществляется от вала двигателя с помощью ременной передачи.

Самым известным из всех спиральных нагнетателей является G-нагнетатель VW (рис. 3.24).

Рис. 3.23. Вид спирального нагнетателя с вырезами.

Спереди слева показан эксцентриковый вал (или коленчатый вал), являющийся промежуточным валом. Справа рядом – основной приводной вал (эксцентриковый, или коленчатый). Движения обоих валов синхронизировано посредством зубчатого ремня.

Рис. 3.24. Общий вид спирального нагнетателя.

На рис. 3.25 показаны схемы последовательных четырёх положений при работе нагнетателя для разъяснения принципа его действия. На схеме 1 через «а» обозначен вытеснитель, прилегающий к внутренней спирали «б» корпуса. Здесь же видна наружная спираль корпуса. Через «в» обозначен объём сжимаемого воздуха между вытеснителем «а» и средней спиралью корпуса. А через «г» - вытесняемый воздух, находящийся между вытеснителем и внутренней спиралью корпуса.

Рис. 3.25. Последовательные схемы работы спирального нагнетателя.

На схеме 2 конец «а» вытеснителя (спираль)при своём движении отходит от внутреннего вытеснителя, а уплотнение объёма между вытеснителем и спиральными рёбрами корпуса происходит в точках «г, д, е». Буква «б» показывает отход конца спирали от внутреннего спирального ребра и нагнетание объёма воздуха «в» к выходным отверстиям нагнетателя. На схеме 3 спираль вытеснителя своим свободным концом «а» легла на внутреннее спиральное ребро корпуса, а после точки «в» спираль своей «спинкой» ложится на среднее ребро «г» корпуса, так что воздух вытесняется к выходу из нагнетателя. На рис. 4 кончик «а» спирали вытеснителя начинает отходить от внутреннего спирального ребра корпуса, начинается вход воздуха в увеличивающуюся полость между внутренним спиральным ребром «б» и спиральным вытеснителем. Параллельно идёт процесс всасывания – нагнетания между спиральным вытеснителем «в» и наружным и средним рёбрами корпуса.

Рис. 3.26. Составные элементы спирального G-нагнетателя. Сложной является задача выработки тонких спиральных витков в двух половинах корпуса (сверху рисунка) и вытеснителе (справа снизу).

Основными достоинствами спирального нагнетателя являются следующие:

• более быстрое создание повышенного давления, благодаря малоинерционности нагнетателя,

• высокий полный к.п.д.,

• низкая эмиссия шумов,

• хрошее уплотнение, благодаря чему повышенное давление создаётся уже при низких частотах вращения,

• низкая мощность трения,

• возможность создания конструктивного ряда.