§ 2.3. Механічний наддув

При механічному наддуві нагнітач (Supercharger, Kompressor) приводиться у дію від ДВЗ. Нагнітачі можуть бути об’ємними або відцентровими.

Керування тиском наддуву може бути здійсненим за допомогою байпасного клапана, який перепускає частину повітря на вхід нагнітача.

Відцентровий нагнітач (Centrifugal Supercharger) за принципом дії подібний турбокомпресору. Для створення необхідного тиску потрібні високі швидкості обертання компресора. Для цього використовують привод з передаточним відношенням 2:1 і планетарний редуктор з передаточним відношенням 15:1. Крім того, привод часто роблять зі змінним передаточним відношенням (рис. 21). Галузь використання таких нагнітачів обмежена дизелями середнього і великого об’ємів та бензиновими ДВЗ для легкових автомобілів.

Рис.21. Відцентровий нагнітач: 1 — ведучий шків; 2 — ведений шків; 3 — електромагнітне зчеплення; 4 — планетарна передача; 5 — компресор; 6 — впуск повітря; 7 — випуск повітря

Об’ємні нагнітачі.

До нагнітачів із внутрішнім стисненням відносяться поршневі і мембранні нагнітачі (рис. 22). Вони використовуються у дизельних ДВЗ.

а	б
Рис. 22. Механічні нагнітачі: а — поршневий, б — мембранний; 1 — впускний клапан; 2 — випускний клапан; 3 — поршень; 4 — колінчастий вал компресора; 5 — картер; 6 — мембрана; 7 — кулачковий вал.

Гвинтовий нагнітач. Його ще називають компресором типу «Лісхольм» (Lysholm, автор ідеї — німецький інженер Кригар у кінці ХІХ ст., шведський інженер Алф Лісхольм наприкінці 30-х років ХХ ст. пристосував конструкцію для автомобільного ДВЗ). Повітря стискають дві лопати, що мають форму гвинта та обертаються назустріч один одному (рис. 23). Масово використовуються фірмою Mercedes-Benz.

Рис. 23. Гвинтовий нагнітач

Роторний нагнітач типу «Рутс» (Roots, розроблений Френсісом Рутсом у 1860 р.) (рис. 24-25). Основу утворюють обертальні ротори, що приводяться шестернями та рухаються один назустріч одному. Ротори можуть бути дволопатевими (фірм B&M і Weiand) і трилопатевими (фірм General Motors, Weiand, BPS, Hempton Kuhl, Littlefield, Dyer, Mooneyham). Цей нагнітач є найпоширенішим серед механічних нагнітачів.

Рис. 24. Дво- і трилопатевий нагнітачі типу Roots: 1 — корпус; 2 — ротор

Рис. 25. Привод трилопатевого нагнітача типу Roots: 1 — привод водяного насоса (і=0,75); 2 — привод вала нагнітача (і=0,52); 3 — привод веденого ротора; 4 — ротори; 5 — привод ведучого ротора (і=0,52)

Нагнітач із ковзними лопатками (Zoller) (рис. 26) має ексцентрично встановлений ротор, що діє на три змонтовані по центру ковзні лопатки, що забезпечують стиск повітря. Тиск повітря керується зміною положення кромки вихідного вікна у корпусі.

Рис. 26. Нагнітач із ковзними лопатками: 1 — корпус нагнітача; 2 — ротор; 3 — лопатки; 4 — вал; 5 — кромка вихідного вікна

Роторно-поршневий нагнітач (або нагнітач Ванкеля (Wankel)) (найвідоміші — KKK-Ro, Pierburg) (рис. 27) має ротор-поршень, що рухається відносно внутрішньої осі. Він приводиться у обертання за ексцентриковою траєкторією у циліндрі, де розміщуються зовнішні ротори. Передаточні відношення ротора-поршня і зовнішніх роторів дорівнюють 2:3 або 3:4. Тиск наддуву керується положенням кромки випускного вікна. Для синхронізації обертання ротора-поршня і зовнішніх роторів використовують шестеренну передачу з внутрішнім зачепленням.

Рис. 27. Роторно-поршневий нагнітач: 1 — корпус нагнітача; 2 — зовнішній ротор; 3 — внутрішній ротор-поршень; 4 — кромка вихідного вікна; 5 — камера 3; 6 — камера 2; 7 — камера 1

Спіральний нагнітач (або G-нагнітач) (рис. 28) використовується фірмою Volkswagen. У ньому використовується ексцентрично встановлений виштовхувач, який при обертанні приводного вала отримує коливальний рух. При цьому виконуються наступні операції: відкриваються робочі камери і у них поступає повітря, відсікається подача повітря, робочі камери відкриваються знову для випуску стисненого повітря.

Рис. 28. Спіральний нагнітач.