8-900-374-94-44
Рис.4 Центробежный компрессор
Центробежные компрессоры являются наиболее эффективными и самым распространенными устройствами из всех систем принудительного повышения давления. Они компактные, легкие и устанавливаются на передней части двигателя, а не сверху. Они также издают характерный свист по мере роста количества оборотов двигателя, способный заставить случайных прохожих на улице поворачивать головы в сторону вашего автомобиля.
Компрессором называют любое приспособление, которое предназначено для сжатия и подачи воздуха, а также других газов под давлением. Где используется это устройство?
Автомобильные инженеры, создатели гоночных авто и просто любители скорости все время работают над увеличением мощности двигателей. Одним из способов ее увеличения есть строительство мотора большого внутреннего объема, но большие двигатели много весят и кроме того затраты на их производство и содержание очень высоки.
Фото. ProCharger D1SC – центробежный компрессор
Второй способ увеличения интенсивности двигателя – это создание агрегата стандартного размера, но более эффективного в использовании. Более эффективной отдачи можно добиться при нагнетании большего объема воздуха в камеру сгорания, которое позволяет подать в цилиндр больше топлива, а значит достичь большей мощности за счет высокого давления и соответственно сильного выброса газа. Именно компрессор, который также называют нагнетателем, позволяет усилить подачу воздуха и увеличить мощность двигателя.
Кроме компрессора существует еще турбокомпрессор. Отличия между этими двумя устройствами состоят в способе извлечения энергии. Обычный компрессор приводится в действие энергией, которая передается от коленчатого вала мотора через ременный или цепной привод механическим путем. Что касается турбокомпрессора, то она работает благодаря сжатому потоку выхлопных газов, вращающих турбину.
Для того чтобы понять как работает данный механизм, рассмотрим схему работы обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. С движением вниз поршня создается разрежение воздуха, который под действием атмосферного давления поступает в камеру сгорания. После поступления воздуха в двигатель он объединяется с топливной смесью и создает заряд, который можно трансформировать в полезную кинетическую энергию в результате горения. Горение создает свеча зажигания. Как только происходит реакция окисления топлива, выбрасывается большой объем энергии. Сила этого взрыва приводит в движение поршень, а сила этого движения поступает на колеса, заставляя их вращаться.
Более плотный поток топливно-воздушной смеси в заряд будет создавать более сильные взрывы. Но стоит понимать, что для сжигания конкретного количества топлива требуется определенное количество кислорода. Правильным считается соотношение: 14 частей воздуха к 1 части атмосферного воздуха. Эта пропорция имеет очень большое значение для эффективной работы силового агрегата автомобиля и выражает собой правило: “для того чтобы сжечь больше топлива нужно подать больше воздуха”.
В этом и состоит работа компрессора. Он сжимает воздух на входе в двигатель, позволяя наполнять двигатель большому его количеству и создавать повышение давления. Вместе с этим в двигатель может поступать большее количество топлива, вызывая увеличение мощности. В среднем компрессор прибавляет 46% мощности и 31% крутящего момента.
Механический нагнетатель запускается с помощью приводного ремня, обернутого вокруг шкива, который подключен к ведущей шестерне. Ведущая шестерня привод в движение шестерню нагнетателя. Ротор компрессора впускает воздух, сжимает его и вбрасывает во впускной коллектор. Скорость вращения компрессора составляет 50 – 60 тысяч оборотов в минуту. В результате нагнетатель увеличивает подачу воздуха в двигатель машины примерно на 50%.
Так как горячий воздух сжимается, он теряет свою плотность и не может сильно расшириться во время взрыва. В этом случае он не может отдать столько же энергии, сколько производится при возгорании свечой зажигания более прохладной топливно-воздушной смеси. Можно сделать вывод, что для того чтобы нагнетатель работал с максимальной отдачей сжатый воздух на выходе из устройства должен быть охлажден. Процессом охлаждения воздуха занимается интеркулер. Горячий воздух охлаждается в трубках интеркулера с помощью холодного воздуха или холодной жидкости, в зависимости от вида механизма. Снижение температуры воздуха, увеличивая его плотность, делает сильнее заряд, который поступает в камеру сгорания.
Компрессоры бывают трех видов: двухвинтовые, роторные и центробежные. Основное отличие между ними состоит в способе подачи воздуха во впускной коллектор автомобильного двигателя.
Двухвинтовый нагнетатель состоит из двух роторов, внутри которых циркулирует воздух. Эта конструкция создает много шума в виде свиста сжатого воздуха, который приглушают специальными методами шумоизоляции двигателя.
Фото. Двухвинтовой компрессор
Роторный нагнетатель расположен, как правило, в верхней части автомобильного двигателя и состоит из вращающихся кулачковых валов, которые перемещают атмосферный воздух во впускной коллектор. Он имеет большой вес и значительно утяжеляет вес транспортного средства. Кроме того, воздушный поток в данном виде компрессора имеет прерывистую структуру, что делает его наименее эффективным по сравнению с другими видами компрессоров.
Фото. Роторный компрессор
Центробежный нагнетатель – наиболее эффективен для принудительного повышения давления внутри двигателя машины. Он представляет собой крыльчатку, вращающуюся с огромной силой и нагнетающую воздух в небольшой корпус компрессора. Центробежная сила выталкивает воздух к краю крыльчатки, заставляя его с огромной скоростью покидать ее полость. Маленькие лопатки, расположенные вокруг крыльчатки преобразуют высокоскоростной поток воздуха с низким давлением в низкоскоростной поток с высоким давлением.
Фото. Центробежный компрессор
Основным достоинством компрессора является, естественно, увеличение мощности двигателя транспортного средства. Эксперты считают механические нагнетатели несколько лучше турбированных, потому что двигатели, оборудованные ими, не имеют задержки реакции в ответ на нажатие водителем педали газа, потому что механические компрессоры приводятся в движение непосредственно от коленчатого вала двигателя. Турбокомпрессоры в свою очередь подвержены отставанию, так как выхлопные газы набирают скорость нужную для раскручивания турбин лишь после истечения некоторого времени.
Так как компрессор запускается с помощью коленчатого вала мотора, это немного уменьшает мощность силового агрегата. Компрессор увеличивает нагрузку двигателя, поэтому последний должен быть крепким настолько, чтобы выдерживать сильные взрывы в камере сгорания. Современные автопроизводители учитывают это условие и создают более сильные узлы для моторов, предназначенных для работы в паре с компрессором, что повышает стоимость автомобиля, а также стоимость его технического обслуживания.
В целом нагнетатели – это наиболее эффективный способ добавить двигателю транспортного средства лошадиных сил или мощности другими словами. Компрессор может добавить от 50 до 100% мощности, поэтому его часто устанавливают на свои авто гонщики и приверженцы высокоскоростной езды.
Прокачать «сердце» автомобиля, усилить его движущую мощь хочет каждый автолюбитель. Есть несколько способов для получения заметного результата, но самым простым и распространенным является оборудование двигателя наддувом воздуха. Благодаря этому простому методу, можно добиться значительной прибавки лошадиных сил без увеличения рабочего объема, что в последнее время активно применяется большинством зарубежных автопроизводителей. Самыми распространенными являются турбокомпрессоры и приводные нагнетатели, которые на первый взгляд очень похожи, но в действительности имеют различия в конструкциях, тем самым оказывая разное влияние на характер автомобиля.
Чтобы понять, как работает эта система, не нужна специальная подготовка. Всё довольно просто: в цилиндры подается дополнительная порция воздуха, которая создает положительное давление на впуске. Это изменение отслеживается системой управления двигателем, которая настроена на приготовление рабочей смеси оптимального состава, что заставляет ее увеличить подачу топлива. В итоге мы получаем состав, при сгорании которого выделяется больше энергии, что и приводит к повышению мощности двигателя.
Рассмотрим основные отличия данных систем. Источником энергии для турбокомпрессоров являются отработанные газы двигателя, которые вращают турбинное колесо устройства. В отличие от них, приводные нагнетатели используют механическую передачу от коленвала двигателя. Поэтому производительность наддува находится в прямой зависимости от частоты вращения мотора, то есть компрессор в любой момент обеспечивает необходимую подачу воздуха.
За последние сто лет было создано много типов приводных нагнетателей, но в современном автомобилестроении применяются чаще всего только три разновидности: роторные, винтовые и центробежные. Подача воздуха в первых двух видах производится при помощи двух цилиндрических вращающихся роторов особой формы, а в третьем — лопатками крыльчатки.
Ключевыми характеристиками роторных компрессоров является простота конструкции, большой срок эксплуатации, уравновешенность, высокая чистота подаваемого воздуха и положительная зависимость давления воздуха за компрессором от частоты вращения роторов. Эта особенность важна при работе двигателя в часто меняющихся режимах. Воздух в рабочей полости компрессора не сжимается, поэтому роторные приводные нагнетатели еще называют компрессорами с внешним сжатием. Устройства эффективны только при умеренной степени повышения давления, которая равна отношению величины давления нагнетания к давлению всасывания. При росте давления на впускном окне, КПД компрессора резко падает.
Чаще всего применяются роторные компрессоры, оснащенные двумя одинаковыми роторами и отличающиеся поперечным расположением впускного и выпускного окон в корпусе устройства. Это наглядно видно на приведенном рисунке.
К недостаткам таких компрессоров можно отнести заметную зависимость КПД устройства от величины зазоров между работающими деталями, большой нагрев, пульсацию давления нагнетания и сильный шум, которые заметны при применении простых в изготовлении прямозубых роторов. Исходя из этого, роторные компрессоры в основном используют для создания положительного давления со значениями не более 0,5-0,6 бара.
Стараясь уменьшить шум и улучшить равномерность подачи воздуха, роторы делают спиральной формы. Но даже эти ухищрения, как и применение окон клиновидной формы, только уменьшают пульсацию давления. Устранить ее полностью в компрессоре с внешним сжатием практически невозможно. Заметного уменьшения амплитуды пульсаций позволяет добиться применение трехзубчатых роторов вместо двухзубчатых. В этом случае период пульсации давления и скорости в проточной части устройства соответствует 60° угла поворота роторов.
В отличие от роторного типа устройств, винтовые компрессоры обеспечивают диагональное движение воздуха в проточной части. Внутреннее сжатие достигается изменением объема полостей между корпусом и вращающимися винтовыми роторами. Такая конструкция позволяет получать довольно высокую степень повышения давления воздуха при высоком КПД (более 80%). Большая скорость вращения компрессора (до 12 тыс. об/мин) позволила снизить его габариты, к тому же появилась возможность использовать привод от газовой турбины.
Основными преимуществами винтового компрессора являются его высокая надежность и уравновешенность. Нагнетаемый воздух не содержит примесей масла, поэтому он наиболее пригоден для работы с поршневым двигателем.
Недостатком такого компрессора часто называют особую сложность формы роторов и их массивность, что ведет к их высокой стоимости. При работе винтовой компрессор производит шум высокой частоты, который вызывается пульсациями давления в режимах всасывания и нагнетания.
Рассмотрим конструкцию винтового компрессора на приведенном рисунке:
Его роторы представляют собой зубчатые колеса со спиральными зубьями, которые имеют большой угол наклона спирали. Профили зубьев и выемок роторов полностью соответствуют друг другу. В процессе работы зубья роторов не соприкасаются с корпусом и между собой, что достигается применением синхронизирующих шестерен на валах роторов. При этом отношение количества зубьев шестерен равно отношению количества зубьев соответствующих роторов. Основным распределительным органом при этом выступает ротор с впадинами.
Винтовые компрессоры могут создавать давление до 1 бара, а в некоторых случаях и выше, поэтому чаще всего применяются на мощных и скоростных автомобилях.
Наибольшее распространение в двигателях внутреннего сгорания получили центробежные компрессоры. Этот тип устройств относится к лопаточным машинам, принцип действия которых основан на взаимодействии потока воздуха с лопатками рабочего колеса и неподвижных элементов машины. По сравнению с другими конструкциями, центробежные компрессоры имеют более компактные размеры и относительно просты в изготовлении.
Конструкция центробежного компрессора состоит из входного устройства, рабочего колеса (крыльчатки), и диффузора, который включает в себя безлопаточную и лопаточную части, причём последняя может отсутствовать. Также имеется воздухосборник, чаще всего выполняемый в виде улитки. В центробежном компрессоре воздух, пройдя через фильтр, попадает во входное устройство, которое для устойчивости потока постепенно сужается по направлению движения и служит для равномерного его подвода к колесу при минимальных потерях. Рабочее колесо устанавливается на шлицах, но в случае небольших размеров, может крепиться на гладком валу, который через механическую передачу связывается с коленвалом двигателя или рабочим колесом газовой турбины.
Основополагающими параметрами центробежного компрессора являются: расход воздуха, степень повышения давления и КПД компрессора. В современных устройствах, применяемых для наддува двигателей внутреннего сгорания, эти параметры могут изменяться в широком диапазоне. Так, например, степень повышения давления в компрессорах, приводимых в движение валом двигателя, может достигать 1,2 единиц. А в случае использования центробежного компрессора в форсированном комбинированном двигателе ее значение может достигать 3-3,5.
Центробежные компрессоры имеют много общего с турбокомпрессорами. Они довольно компактны, имеют небольшую цену и достаточно долговечны. Конечно, они не отличаются большим КПД и теряют свою эффективность на малых оборотах, но довольно часто применяются на отечественных автомобилях ВАЗ.
Хорошим примером такого устройства может служить компрессор «АutoTurbo» для ВАЗ 2110-2112 16V, 2170-2172 16V. Он может быть установлен на модель Лада-Приора, оснащенную ГУР или кондиционером. В комплекте используется серийный компрессор PK 23-1, создающий избыточное давление наддува до 0,5 бар при скорости вращения 5200 об/мин. Для его установки не требуется внесения изменений в конструкцию двигателя, только рекомендуется понизить степень сжатия путем замены штатной прокладки головки блока на более толстую. Разработчики изначально рассчитывали на максимальное упрощение установки компрессора, поэтому он может быть установлен автолюбителем самостоятельно.
Для установки на модель Нива-Шевроле предназначен центробежный компрессор «АutoTurbo» с установочным комплектом для ВАЗ 2123. В устройстве применен компрессор ПК-23, который при своевременной замене ремня и подшипников обладает неограниченным ресурсом. Создавая давление наддува до 0,5 бар, устройство отличается сравнительно небольшими габаритами и бесшумностью работы. Данный нагнетатель может устанавливаться на любые двигатели с максимальным объёмом 3 л.
Компрессоры широко применяются в быту и промышленности для сжатия воздуха и других газов с целью обеспечения работы пневматического инструмента и иного оборудования. Роль привода компрессорной установки чаще всего выполняет электродвигатель. При проектировании важно правильно подобрать двигатель по ряду критериев. Ниже мы расскажем, как это сделать.
Как показывает опыт, для использования в составе компрессорных установок наилучшим образом подходят синхронные электродвигатели. Этому есть несколько причин:
Однако, несмотря на все эти достоинства, синхронные двигатели применяются сравнительно редко, поскольку имеют целый ряд существенных недостатков:
Перечисленные недостатки синхронных агрегаты перевешивают их преимущества, поэтому в компрессорах используются надежные, дешевые асинхронные двигатели. О них и пойдет речь ниже.
При выборе двигателя необходимо принимать во внимание особенности электросети, в которую он будет включаться. В одних случаях потребуются однофазные модели, рассчитанные на переменный ток напряжением 220 В, в других — трехфазные электродвигатели, работающие от сети 380 В. В настоящее время большинство промышленных компрессоров имеют питание 380 В.
Чаще всего компрессоры работают в продолжительном режиме работы (S1 по ГОСТ). С учётом этого оптимальным выбором становятся нереверсивные электродвигатели, рассчитанные на редкие запуски. Двигатели с режимом работы S1 способны работать продолжительное время без остановки при должном охлаждении.
Еще один важный фактор, который нужно учитывать — особенности запуска компрессора. Его пусковой статический момент может значительно превышать номинальный, поэтому необходимо располагать точными данными и подбирать электродвигатель, способный привести компрессор в действие с учетом пускового момента.
Указанное обстоятельство имеет значение не только при комплектации компрессора новым двигателем, но и при замене вышедшего из строя привода, особенно при установке однофазной модели вместо трёхфазной. Первая имеет приблизительно в три раза меньший пусковой момент. Таким образом, есть вероятность, что компрессор, который успешно функционировал с трёхфазным двигателем, с однофазным не запустится.
Регулировка скорости двигателя в компрессоре имеет смысл в двух случаях:
Несмотря на то, что в компрессорах электродвигатель работает со скоростью не менее 50% от номинала, при понижении оборотов двигателя с крыльчаткой существенно ухудшается воздушное охлаждение. Поэтому в случае с регулировкой скорости необходимо выбирать агрегат с принудительным охлаждением, в котором есть встроенный вентилятор с отдельным питанием.
Подбирайте двигатель так, чтобы его габариты, диаметр вала и другие геометрические параметры соответствовали тем, которые имеет компрессорная установка. Тогда механические соединения двигателя и компрессора не будут представлять особых сложностей.
Как было сказано выше, компрессор — устройство с постоянной нагрузкой и продолжительным режимом работы. Как и для прочих машин с аналогичными характеристиками, требуемая мощность электродвигателя для компрессора определяется по мощности на валу.
Если двигатель будет соединяться с компрессором ременной или шестерёнчатой передачей, необходимо закладывать в расчёты КПД последней. Для этого используется следующая формула:
P = kЗ x (Q x A x 10-3) / (ηК х ηП)
где:
P — требуемая мощность электродвигателя в кВт;
kЗ — коэффициент запаса, варьирующийся, как правило, от 1,05 до 1,15. Он необходим, чтобы включить в расчёты факторы, не поддающиеся вычислениям;
Q — подача (производительность) компрессора, выраженная в м3/с;
А — работа адиабатического и изотермического сжатия атмосферного воздуха объёмом 1 м3 до требуемого давления;
ηК — индикаторный КПД компрессора. В этом значении отражается потеря мощности, возникающая при реальном сжатии воздуха. Как правило, оно варьируется от 0,6 до 0,8;
ηП — КПД передачи, соединяющей электродвигатель и компрессор. Как правило, его значение варьируется от 0,9 до 0,95.
В некоторых случаях компрессор работает с производительностью, превышающей расчётную. Это, как правило, бывает связано с особенностями градации моделей и ограниченной возможностью выбора. Если предполагается эксплуатация устройства в таких условиях, его нужно комплектовать электродвигателем повышенной мощности. Это увеличит ресурс двигателя и создаст запас по мощности для компрессора.
Другие полезные материалы:
Мотор-редуктор для буровой установки
Сервопривод или шаговый двигатель?
Принципы программирования ПЛК
Я уже писал о компрессоре, который использую в ремонте автомобилей, но этот компрессор как-никак годится для покраски, но с моими растущими требованиями не справляется. В частности мне был нужен компрессор для работы с орбитальной шлифовальной машинкой. Я нашел выход, точнее не столько выход, сколько наверное поле для экспериментов:)
Компрессор из ДВС своими руками
Я уже писал о компрессоре, который использую в покраске авто, но как оказалось этот компрессор не годится для работы с пневматической орбитальной машиной. Китайский компрессор не справляется с расходом воздуха орбитальной машины, полностью накачанного до 8-ми атмосфер ресивера хватает на 1 — 1,5 мин работы машинкой, а то и того менее. Не порядок.
Читал на стардрайве о компрессоре из ДВС, там ребята использовали двигатель от ВАЗ, производительность была в районе 1000 л/мин. Хорош, но мне пока негде такого поставить, да и изготовить не так просто. Мне в голову пришел другой вариант, использовать двигатель который раньше использовался для привода различного с\х оборудования (станков и тп) — его маркировка ЗИД 4.5. Также немаловажным аспектом в пользу этого двс, так это смазка — масло заливается в поддон и циркулирует в двигателе, также и охлаждение довольно хорошее — при работе около 1 часа компрессор чуть теплый.
Если не ошибаюсь, то его рабочий объем 500 см3, что есть не мало, лишь немного меньше чем в компрессоре СО-7. Этот двигатель четырехтактный, так что клапана присутствуют. Те кто знают как работает 4-х тактный двигатель поймет, что при использовании двигателя в качестве компрессора на два оборота коленвала полезный рабочий ход (нагнетание воздуха) один. Это при использовании обычной системы газораспределения двигателя ЗИД, я использовал такую. Это ведет к снижению производительности, но для моих целей компрессор вполне подошел.
Для изготовления обратного клапана нам понадобится свеча с этого двигателя, шарик от подшипника, пружина (подбирается экспериментальным образом), металлическая трубка, сварка. Свечу необходимо выбить (удалить изолятор) чтобы осталась только металлическая часть. Далее берем шарик от подшипника подходящего диаметра, тут стоит понимать, что шарик должен плотно закрывать отверстие из цилиндра и не заедать, в то же время быть герметичным. Свечу зажимаем в тиски и несколькими не сильными ударами набиваем седло шарику.
Свеча подготовленная под обратный клапан
Шарик в седле обратного клапана
Пружина в седле
Далее к металлической части свечи привариваем трубку, я использовал поршневой палец от двигателя ВАЗ, лишь прорезал с боку окно для трубки.
Шарик и пружина клапана
Спасибо за подписку!
Детали обратного клапана для компрессора
Заглушку вверху сделал из части динамика
Как вы уже догадались, клапан будет ввернут вместо свечи, без каких либо переделок двигателя. Длину пружины подбирал экспериментально, также как и ширину, но шарик нажимается довольно туго. Как видно на фото выше, я к трубке приварил резьбовое соединение от гидравлики какого то автомобиля, далее идет метра 1,5 трубки далее прямо шланг на орбитальную машинку.
Я использовал компрессор без какого либо ресивера, шланг 12 мм на 5м прямо на машинку, компрессор обеспечивал ее полностью, работать было приятно, но остановится было нельзя, пока компрессор не выключишь:)
Далее я буду переделывать компрессор на постоянное применение, так что будет интересно следите за новыми постами!
15 марта 2019 | статья
Доля гибридных и электрических автомобилей постоянно растет. Они вряд ли появятся в вашей СТО в ближайшие пару лет, однако лучше быть готовым к их ремонту.
Столкнувшись с такими автомобилями, следует помнить о некоторых особенностях, в числе которых — специфика работы системы кондиционирования. В гибридных и электрических автомобилях она охлаждает не только салон автомобиля, но и тяговую аккумуляторную батарею. «СТО следует применять иной подход при работе с системой кондиционирования гибридных и электрических автомобилей. При отказе системы кондиционирования в автомобиле с ДВС вы сможете продолжить движение, просто открыв окно. Совсем по‑другому обстоит дело с электромобилем: при выходе кондиционера из строя продолжать поездку опасно из-за риска перегрева батареи», — рассказывает Ричард Грут (Richard Groot), специалист по продукту «Системы кондиционирования» в DENSO. Очевидно, что в будущем эксплуатационные характеристики системы кондиционирования будут приобретать все большее значение. Цель этой статьи — рассказать о важнейшем компоненте, электрическом компрессоре, и дать несколько полезных рекомендаций по обслуживанию системы.
Устройство и принцип действия электрического компрессора
Обычные компрессоры приводятся в действие ременным приводом двигателя. Однако электромобили таким приводом не обладают, а значит, необходимо использовать компрессор другого типа.
Электрический компрессор DENSO включает в себя следующие компоненты:
Рабочее напряжение электродвигателя составляет 200 В и выше. Так как во время работы электродвигатель выделяет тепло, он охлаждается хладагентом. Для электрической изоляции электродвигателя и корпуса компрессора используемое компрессорное масло должно обладать высокими электроизоляционными свойствами.
Компания DENSO занимается серийным производством электрических компрессоров с 2003 года. Именно она первой в мире интегрировала инвертор в конструкцию компрессора. В последнем поколении электрических компрессоров DENSO инвертор встроен в электродвигатель, что уменьшает вес и размеры компонента, а значит, экономит подкапотное пространство.
Экономия топлива и другие преимущества
Электрические компрессоры DENSO обладают рядом преимуществ, в числе которых:
Работа с электрическими компрессорами
Безопасность прежде всего!
Соблюдение мер безопасности является первоочередной задачей при работе с высоковольтными компонентами. Важно защитить как себя, так и транспортное средство. Ричард подчеркивает важность соблюдения техники безопасности: «Необходимо принять ряд мер предосторожности перед началом работы с высоковольтной системой. Помните, что компрессор питается от высоковольтной аккумуляторной батареи. При рабочем напряжении 200–400 В и выше замена компрессора становится нетривиальной процедурой. Прежде всего, перед началом работы вы должны отсоединить аккумуляторную батарею, опять же соблюдая необходимые меры безопасности».
Надлежащее масло
Важно учитывать тип масла, которое используется в электрическом компрессоре, поскольку (в большинстве случаев) оно отличается от того, что применяется в компрессорах с механическим приводом. Рекомендуется использовать масло ND-Oil 11, так как благодаря своим высоким электроизоляционным свойствам оно надежно защищает электродвигатель.
«Здесь существует риск ошибки. Известны случаи, когда механики СТО, не зная о различных типах масла, допускали их смешивание, что приводило к поломке компрессора. Использование неподходящего масла может стать причиной короткого замыкания и повреждения электродвигателя компрессора», — уточняет Ричард. При использовании ультрафиолетового красителя убедитесь в его соответствии спецификации SAE. Любой другой (дешевый) ультрафиолетовый краситель может ухудшить электроизоляционные свойства компрессорного масла.
Заправка системы
Не стоит забывать об установке для заправки системы кондиционирования. Как правило, в большинстве СТО используется установка для заправки системы кондиционирования, которая может работать с маслом только одного типа. Это нужно учитывать при обслуживании гибридных и электрических автомобилей. На рынке существует несколько способов решения этой проблемы, например, установки со встроенной программой промывки, которая позволяет легко «переключать» тип масла. Тем не менее, для дополнительной безопасности Ричард рекомендует использовать разное оборудование для обслуживания гибридных и электрических автомобилей.
Исключительная важность технического обслуживания
Корпус электрического компрессора герметичен, поэтому его конструкцией не предусмотрено уплотнение вала, а значит, отсутствует риск утечки хладагента в атмосферу через это уплотнение. Таким образом, по сравнению с компрессором с механическим приводом значительно снижена вероятность утечки хладагента. Однако это вовсе не означает, что система кондиционирования гибридного и электрического автомобиля в принципе не требует технического обслуживания. Подробная информация об этом содержится в руководстве по эксплуатации вашего автомобиля. «Убедитесь в надлежащем количестве хладагента. Проблемы возникают, когда в системе не хватает хладагента или его слишком много. Это часто становится причиной поломки компрессора», — советует Ричард.
Что ждет нас в будущем?
Как и любая технология, электрические компрессоры и система кондиционирования в гибридных и электрических автомобилях постоянно эволюционируют. Поэтому для проведения правильного технического обслуживания таких автомобилей сотрудникам СТО следует постоянно обновлять свои знания. Значительное количество изменений обусловлено попытками решить самую сложную задачу — увеличить запас хода электромобилей. Потребляя большое количество электроэнергии, система кондиционирования существенно снижает запас хода, поэтому здесь точно существует определенный потенциал для оптимизации. Возможно, при разработке будущих систем будет использоваться интегрированная конструкция для уменьшения числа компонентов, оптимизации компоновки, снижения веса и экономии пространства. Функции комплексного и прогностического управления будут способствовать повышению энергоэффективности и также внесут свой вклад в увеличение запаса хода.
«В будущем все будет по-другому, так как система кондиционирования станет больше похожа на систему терморегулирования. Ее функционал будет заключаться не просто в охлаждении салона автомобиля и его аккумуляторной батареи — она будет также работать в качестве энергоэффективной системы отопления. Через 10–15 лет проводить диагностику системы терморегулирования будет проблематично из-за ее сложности», — считает Ричард. Убедительный аргумент в пользу необходимости пристально следить за развитием технологий!
НазадЭто вторая часть объёмного исследования посвящённого рынку отечественного компрессорного оборудования. Первая часть доступна по ссылке.
В данном разделе речь пойдет о моторах. Как это не странно, но электродвигатели компрессоров оказались самым сложным для анализа узлом всей системы.
На первом этапе проверки разобрали моторы и измерили габариты основных узлов:
| Модель | Заявленная мощность двигателя (кВт) | Длинна статора (мм) |
| AURORA AIR-25 | 1.5 | 76 |
| FUBAG FС 230/24 CM2 | 1.5 | 70 |
| FUBAG FС 230/50 CM2 | 1.5 | 70 |
| Вихрь КМП-230/24 | 1.6 | 40.3 |
| PATRIOT EURO 24-240 | 1.5 | 40 |
| AURORA WIND-25 | 1.8 | 95 |
| AURORA WIND-50 | 1.8 | 95 |
| FUBAG DC 320/24 CM 2.5 | 1.8 | 78 |
| FUBAG DС 320/50 CM 2.5 | 1.8 | 78 |
| PATRIOT PRO 24-260 | 1.8 | 66 |
| PATRIOT EURO 50-260 | 1.8 | 65.5 |
| Вихрь КМП-300/50 | 2 | 51 |
| Вихрь КМП-260/24 | 2 | 47 |
| AURORA GALE-50 | 2.2 | 100 |
| FUBAG VDС 400/50 CM3 | 2.2 | 90 |
Диаметры роторов аппаратов одинаковы, и составляют 67 мм, за исключением двигателей 2.2 кВт, диаметр ротора у которых 76-мм.
В каждой группе моторов длинна магнитопроводов значительно разнится: так для двигателей 1.5-1.6 кВт длинна статора варьируется от 40 до 76мм. Вилка значений у моторов 1.8-2.0 кВт – ещё шире от 47 до 95мм. Можно предположить, что компрессоры Вихрь и PATRIOT не соответствуют заявленной мощности: особенно наглядно отставание в размерах у моделей Вихрь КМП-260/24 и 300/50: моторы заявленные как двухкиловаттные проигрывают по габаритам даже 1.5 киловаттным движкам.
Стоит отметить, что в процессе подготовки материала, были сделаны обращения к официальным представителям брендов в России, с просьбой прислать технические характеристики оборудования. Что касается моторов, то были запрошены данные по мощности силовых агрегатов, размеры роторов и статоров, а также число оборотов двигателя. На момент публикации, эти цифры, так и не были получены.
Впрочем, производитель компрессоров Вихрь, — компания Laston из Китая, откликнулась на запрос и прислали всю необходимую информацию.
| Мощность мотора (кВт) | Длина статора(мм)/Число пластин (шт) | Расчётные обороты двигателя (об/мин) | ||
| Вихрь КМП-230/24, он же LAB-2025 | Данные продавца | 1.6 | — | 2850 |
| Данные производства | 0.9 | 40/80 | 2850 | |
| Вихрь КМП-260/24, он же 2LAB-2525 | Данные продавца | 2 | — | 2850 |
| Данные производства | 1.05 | 46/92 | 2850 | |
| Вихрь КМП-300/50, он же 2LAB-2550 | Данные продавца | 2 | — | 2850 |
| Данные производства | 1.25 | 50/100 | 2850 | |
Как вы видите производство и владелец торговой марки ВИХРЬ в России в части оборотов двигателей солидарны и обещают 2850. А с мощностью двигателей на Российско-Китайской границе происходят чудеса: все моторы прибавляют почти по киловатту.
Продолжая проверку было решено измерить мощность двигателей, для этого все компрессоры были подключены к специальному стенду, который в процессе работы оборудования замеряет ток потребления и выдаёт мгновенное значение мощности.
Данные по мощности брали за секунду до отключения забора воздуха, когда давление в ресивере компрессора приближалось к 8 Бар, а значит нагрузка на двигатель была максимальной.
| Модель | Напряжение сети (U) | Потребляемый ток (А) | Заявленная мощность (кВт) | Измеренная мощность (кВт) |
| PATRIOT EURO 24-240 | 218.2 | 5.246 | 1.5 | 1.05 |
| Вихрь КМП-230/24 | 216.3 | 5.201 | 1.6 | 1.1 |
| FUBAG FС 230/24 CM2 | 216.4 | 5.526 | 1.5 | 1.12 |
| FUBAG FС 230/50 CM2 | 215.3 | 5.551 | 1.5 | 1.12 |
| AURORA AIR-25 | 214.9 | 6.087 | 1.5 | 1.28 |
| Вихрь КМП-260/24 | 216.9 | 5.311 | 2 | 1.14 |
| PATRIOT PRO 24-260 | 217.1 | 5.458 | 1.8 | 1.14 |
| Вихрь КМП-300/50 | 213.8 | 5.921 | 2 | 1.24 |
| PATRIOT EURO 50-260 | 213.1 | 6.305 | 1.8 | 1.26 |
| AURORA WIND-50 | 214.7 | 7.371 | 1.8 | 1.54 |
| AURORA WIND-25 | 214.6 | 7.906 | 1.8 | 1.65 |
| FUBAG DС 320/50 CM2.5 | 214.2 | 8.186 | 1.8 | 1.66 |
| FUBAG DC 320/24 CM 2.5 | 213.7 | 8.277 | 1.8 | 1.68 |
| AURORA GALE-50 | 213 | 10.32 | 2.2 | 2.18 |
| FUBAG VDС 400/50 CM3 | 210.3 | 11.33 | 2.2 | 2.34 |
Полученные результаты привели в замешательство. По данным измерений ни один компрессор за исключением самой производительной модели FUBAG — не соответствует заявленной мощности.
После консультации с экспертами в области производства электродвигателей стало ясно, что тот метод которым использовали при замере мощности не верен в принципе. Дело в том, что данные измерения дают данные по мощности, которую двигатель компрессора отбирает из сети, а не о мощности на валу мотора.
Потребляемая мощность двигателя не говорит нам о мощности мотора. Низкий КПД привода, который объясняется невысоким качеством намотки ротора и статора, плохой изоляцией токоведущих частей, и другими нюансами – может приводить к тому, что мотор потребляет большую мощность, а в полезную работу превращается только её часть. Львиная доля потреблённой энергии, на моторах с низким КПД пойдёт не в полезную работу, а просто в нагрев.
Разобраться в данном вопросе помогла компания ЛЭР-Электросервис.
Инженеры производства подсказали, что однозначно определить мощность конкретного двигателя невозможно. Допуски по номинальной мощности однофазных моторов составляют около 15% и при разных условиях эксплуатации данное значение может меняться. Например, двигатель 1.3 кВт при определённых условиях может выдавать и 1500 Вт – однако в длительном режиме работы такой агрегат долго не протянет. Продолжительная работа приведёт к росту тока потребления, перегреву обмоток и выходу их из строя.
Методика проверки которой пользуются инженеры ЛЭР-Электросервис позволяет дать ответ – соответствует ли мощность конкретного двигателя той задаче, которая поставлена перед мотором. То есть сможет ли двигатель обеспечить продолжительную и бесперебойную работу с той нагрузкой которую должен выполнять конкретный силовой агрегат.
Первый этап исследования на производстве посвящён проверке рабочего сопротивления обмоток двигателя. По словам инженеров, значение рабочего сопротивления обмоток может служить косвенным признаком соответствия заявленной мощности. По данным сотрудников ЛЭР-Электосервис, — сопротивление обмоток у моторов разной мощности должно соответствовать следующим параметрам:
Для моторов 1.5 кВт – не более 3.5 Ом;
Для моторов 1.8 кВт – не более 2.5 Ом;
Для моторов 2.2 кВт – не более 1.8 Ом.
На деле значения получились следующими:
| Модель | Заявленная мощность двигателя (кВт) | Рабочее сопротивление обмоток (Ом) |
| FUBAG FС 230/24 CM2 | 1.5 | 2.78 |
| FUBAG FС 230/50 CM2 | 1.5 | 2.85 |
| AURORA AIR-25 | 1.5 | 3.48 |
| PATRIOT EURO 24-240 | 1.5 | 5.81 |
| Вихрь КМП-230/24 | 1.6 | 5.89 |
| FUBAG DC 320/24 CM 2.5 | 1.8 | 2.14 |
| FUBAG DС 320/50 CM2.5 | 1.8 | 2.15 |
| AURORA WIND-25 | 1.8 | 2.42 |
| AURORA WIND-50 | 1.8 | 2.5 |
| PATRIOT EURO 50-260 | 1.8 | 3.12 |
| PATRIOT PRO 24-260 | 1.8 | 3.33 |
| Вихрь КМП-300/50 | 2 | 4.07 |
| Вихрь КМП-260/24 | 2 | 5.41 |
| AURORA GALE-50 | 2.2 | 1.63 |
| FUBAG VDС 400/50 CM3 | 2.2 | 1.68 |
Как видно из таблицы моторы многих участников не соответствуют стандартам. Высокое сопротивление говорит о слабом КПД моторов, и, соответственно, о быстром нагреве в процессе работы.
Далее самая важная и наглядная часть нашего исследования: проверка моторов компрессоров под нагрузкой. Даём аппаратам накачать ресивер контролируя ток потребления, температуру обмоток и число оборотов мотора. Для исследования с помощью специального стенда задаётся стабильное напряжение 230В.
Прежде чем перейти к анализу результатов стоит сказать, что компрессор следует рассматривать как сбалансированную систему состоящую из поршневого блока и электродвигателя. Для того, чтобы данная система функционировала с необходимой производительностью на протяжении продолжительного времени – два эти узла должны быть тщательно просчитаны и подобраны друг к другу. Чтобы компрессор стабильно подавал воздух диаметр и ход поршня должны соответствовать мощности мотора иначе, с ростом давления в ресивере двигатель будет греться и терять обороты, а значит ключевыми параметрами контроля привода можно назвать стабильную температуру обмоток и обороты мотора не ниже порогового значения.
Производители, которые заботятся о надёжности и продолжительности службы аппаратов устанавливают на свою продукцию двигатели с запасом по мощности. Привод компрессора не должен работать на пределе своих возможностей. Признаком верного подбора компонентов являются обороты мотора не ниже 2850 об/мин. При этом, при выходе компрессора на максимальный режим, когда давление в ресивере приближается к 8 Бар, значение температуры не должно сильно расти. Слабые моторы при повышении нагрузки проседают по оборотам ниже расчётного значения и нагреваются.
Температурный режим и его допуски – сложная область требующая отдельного и глубокого исследования. Во время тестов, мы значение температуры контролировалось в максимальном режиме работы аппаратов.
| Модель | Заявл. мощн. двиг. (кВт) | I при 8Бар | t, С (8 бар) | Число оборотов двигателя при давлении 0-8 Бар | Примечания | ||||
| P=0 | P=2 | P=4 | P=6 | P=8 | |||||
| AURORA WIND-25 | 1.8 | 7.5 | 30.1 | 2899 | 2885 | 2878 | 2870 | 2866 | Штатная работа |
| FUBAG FС 230/24 CM2 | 1.5 | 6 | 32 | 2895 | 2874 | 2862 | 2854 | 2851 | Штатная работа |
| AURORA AIR-25 | 1.5 | 5.3 | 29 | 2882 | 2874 | 2862 | 2854 | 2850 | Штатная работа |
| AURORA WIND-50 | 1.8 | 7.2 | 29 | 2930 | 2900 | 2880 | 2870 | 2863 | Штатная работа |
| AURORA GALE-50 | 2.2 | 9 | 30.5 | 2923 | 2897 | 2888 | 2888 | 2892 | Штатная работа |
| FUBAG VDС 400/50 CM3 | 2.2 | 11.5 | 33 | 2911 | 2892 | 2888 | 2882 | 2880 | Штатная работа |
| FUBAG FС 230/50 CM2 | 1.5 | 6.7 | 33 | 2899 | 2860 | 2850 | 2836 | 2824 | Падение оборотов 6-8 Бар |
| FUBAG DС 320/50 CM2.5 | 1.8 | 7.7 | 31 | 2894 | 2863 | 2850 | 2834 | 2824 | Падение оборотов 6-8 Бар |
| FUBAG DC 320/24 CM 2.5 | 1.8 | 8.2 | 29.7 | 2894 | 2856 | 2843 | 2831 | 2813 | Падение оборотов 6-8 Бар |
| PATRIOT PRO 24-260 | 1.8 | 5.2 | 27.1 | 2845 | 2804 | 2787 | 2784 | 2782 | Дефицит оборотов мотора |
| PATRIOT EURO 24-240 | 1.5 | 5.4 | 37 | 2850 | 2782 | 2757 | 2732 | 2725 | Рост температуры. Падение оборотов 2-8 Бар |
| PATRIOT EURO 50-260 | 1.8 | 6.7 | 38 | 2864 | 2826 | 2803 | 2788 | 2789 | Рост температуры. Падение оборотов 2-8 Бар |
| Вихрь КМП-230/24 | 1.6 | 5 | 39 | 2820 | 2784 | 2750 | 2739 | 2734 | Рост температуры, недостаточное число оборотов |
| Вихрь КМП-260/24 | 2 | 5.1 | 40.2 | 2844 | 2793 | 2765 | 2721 | 2696 | Рост температуры, недостаточное число оборотов |
| Вихрь КМП-300/50 | 2 | 5.8 | 43 | 2857 | 2824 | 2800 | 2774 | 2752 | Рост температуры, падение оборотов 2-8 бар |
Как видно из таблицы моторы, которые справляются с работой на «отлично» во всём диапазоне давлений установлены на 6 компрессорах из 15. Кроме двигателей AURORA в число лучших попали 2 аппарата FUBAG.
Если говорить об аутсайдерах списка, то Вихрь КМП-230/24 , 260/24 и PATRIOT PRO 24-260 — изначально не выдают расчётные 2850 оборотов в минуту. Это говорит о том, что двигатели подобраны не верно: даже при пустом ресивере, не говоря о работе под давлением, — моторы данных компрессоров не справляются с перемещением поршней в штатном режиме. PATRIOT EURO 24-240 и Вихрь КМП-300/50 – способны держать обороты на уровне 2850 только при давлении 0 Бар, выше данного значения обороты падают.
Что касается температуры, то после одного цикла закачки, среднее значение нагрева обмоток большинства моторов колеблется в районе 30-33 градусов С. В отстающих – Вихри и PATRIOT`ы – «чемпион» анти рейтинга разогрелся аж до 43С.
Средние строчки списка заняты аппаратами FUBAG. Компрессоры данного производителя неплохо работают в диапазоне давлений от 0 до 4-6 Бар, выше происходит падение оборотов.
Что касается самых мощных устройств: двухцилиндровых AURORA GALE 50 и FUBAG VDС 400/50 – то здесь в отношении оборотов достигнут почти полный паритет. Двигатели легко справляются с поддержанием заданного числа вращений вала в минуту. Однако, «Галя» в сравнении с VDС – выигрывает в энергопотреблении: для выполнения того же объёма работы компрессор Аврора расходует меньше тока, а значит экономит средства покупателя на электроэнергию.
В финальной таблице, собраны данные заявленные производством, и результаты тестов:
| Модель | Паспортная мощность двигателя (кВт) | Мощность двигателя данные производства (кВт) | Соответствие мощности двигателя поршневой группе | Предполагаемая мощность двигателя (кВт) |
| AURORA GALE-50 | 2.2 | 2.2 | Соответствие | |
| FUBAG VDС 400/50 CM3 | 2.2 | — | Соответствие | 2.2 |
| AURORA WIND-25 | 1.8 | 1.8 | Соответствие | |
| AURORA WIND-50 | 1.8 | 1.8 | Соответствие | |
| FUBAG FС 230/24 CM2 | 1.5 | — | Соответствие | 1.5 |
| AURORA AIR-25 | 1.5 | 1.5 | Соответствие | |
| FUBAG DC 320/24 CM 2.5 | 1.8 | — | Не соответствие | 1.8 |
| FUBAG DС 320/50 CM2.5 | 1.8 | — | Не соответствие | 1.8 |
| FUBAG FС 230/50 CM2 | 1.5 | — | Не соответствие | 1.5 |
| PATRIOT EURO 50-260 | 1.8 | — | Не соответствие | 1.25-1.3 |
| Вихрь КМП-300/50 | 2 | 1.25 | Не соответствие | |
| PATRIOT PRO 24-260 | 1.8 | — | Не соответствие | 1.1-1.2 |
| PATRIOT EURO 24-240 | 1.5 | — | Не соответствие | 1.0-1.1 |
| Вихрь КМП-260/24 | 2 | 1.05 | Не соответствие | |
| Вихрь КМП -230/24 | 1.6 | 0.9 | Не соответствие |
Итог исследования можно сформулировать следующим образом: некоторое производители компрессоров экономят на своих моторах. Менее мощные, а соответственно дешёвые двигатели не справляются с выполнением поставленных задач. Слабые моторы не могут поддержать заявленную производительность, но подробнее об этом будет в следующей части.
И напоследок – красивые наклейки о 2 и даже 3-х летней гарантии на компрессоры Патриот. Столь продолжительные обязательства выглядят как красивый рекламный ход. Принимая во внимание результаты испытаний моторов данного бренда, осмелимся предположить, что если аппараты будет эксплуатироваться в полную силу, то срок их службы вряд ли превысит один год.
В заключительной части:
Смотрите данную статью в видео-ролике:
Теоретические основы и принципы работы
Джо Эскобар
Турбинные двигатели приводят в действие многих современных самолетов. Мощность, вырабатываемая этими двигателями, зависит от расширяющегося газа, который является результатом сгорания в секции сгорания. Для этого требуется, чтобы воздух под высоким давлением смешался с топливом для воспламенения. Компрессорная часть двигателя выполняет важную задачу по обеспечению достаточным количеством сжатого воздуха для удовлетворения требований сгорания.Он увеличивает давление массы воздуха, которое поступает на входе, и подает его в секцию сгорания при необходимом давлении. Еще одно предназначение компрессорной секции — обеспечение стравливания воздуха для различных систем. В этой статье, основанной на AC65-12A, будет кратко рассмотрена основная конструкция и работа типовых секций компрессора газотурбинного двигателя.
Типы компрессоров
Есть два основных типа компрессоров — осевые и центробежные.Разница между ними заключается в том, как воздух проходит через компрессор.
Осевой поток
В компрессоре с осевым потоком воздух сжимается, сохраняя его первоначальный вид.
направление потока. От входа до выхода воздух проходит по осевому пути и сжимается в соотношении примерно 1,25: 1.
Осевой компрессор имеет два основных элемента — ротор и статор. Ротор имеет лопасти, закрепленные на шпинделе. Эти лопасти толкают воздух назад так же, как пропеллер.По сути, это небольшие крылья. Ротор вращается с высокой скоростью и прогоняет воздух через ряд ступеней. Создается воздушный поток с высокой скоростью.
После того, как воздух продвигается лопастями ротора, он проходит через лопатки статора. Лопатки статора закреплены и действуют как диффузоры на каждой ступени. Они частично преобразуют воздух с высокой скоростью в воздух под высоким давлением. Каждая пара ротор / статор представляет собой ступень компрессора.
Каждая последующая ступень компрессора сжимает воздух еще больше. Количество ступеней определяется требуемым количеством воздуха и общим повышением давления.Чем больше количество ступеней, тем выше степень сжатия.
Центробежный поток
В двигателе с центробежным потоком компрессор выполняет свою работу, собирая поступающий воздух и ускоряя его наружу за счет центробежного действия. Он в основном состоит из рабочего колеса (ротора), диффузора (статора) и коллектора компрессора. Двумя основными элементами являются крыльчатка и диффузор.
Функция крыльчатки заключается в подборе и ускорении воздуха наружу к диффузору.Это может быть как однократная, так и двукратная запись. Оба аналогичны по конструкции крыльчатке нагнетателя поршневого двигателя. Двойное рабочее колесо аналогично двум рабочим колесам, расположенным вплотную друг к другу. Однако из-за гораздо более высоких требований к воздуху для горения в турбореактивных двигателях рабочие колеса больше, чем рабочие колеса нагнетателя.
Основными различиями между двумя типами рабочих колес являются размер и расположение каналов. Типы с двойным входом имеют меньший диаметр, но обычно работают с более высокой скоростью вращения, чтобы обеспечить достаточный воздушный поток.Рабочее колесо с одинарным входом позволяет удобно подавать воздуховоды непосредственно к проушине рабочего колеса (лопатки индуктора), в отличие от более сложных воздуховодов, необходимых для доступа к задней стороне крыльчатки с двойным входом. Хотя они немного более эффективны в приеме, рабочие колеса с одним входом должны быть большого диаметра, чтобы доставлять такое же количество воздуха, как и у крыльчаток с двойным входом. Конечно, это увеличивает общий диаметр двигателя.
Водоотводящая камера включена в воздуховод для двухкамерных компрессорных двигателей.Эта камера необходима, потому что воздух должен входить в двигатель почти под прямым углом к оси двигателя. Следовательно, для создания положительного потока воздух должен окружать компрессор двигателя под положительным давлением перед входом в компрессор.
Некоторые секции компрессоров с центробежным потоком также включают в себя дверцы забора вспомогательного воздуха (дверцы продувки) как часть водоотводящей камеры. Эти двери обеспечивают подачу воздуха в моторный отсек во время наземной эксплуатации, когда потребность в воздухе для двигателя превышает поток воздуха через впускные каналы.Когда двигатель не работает, дверцы удерживаются закрытыми с помощью пружины. Во время работы двери автоматически открываются, когда давление в моторном отсеке падает ниже атмосферного. Во время взлета и полета давление набегающего воздуха в моторном отсеке помогает пружинам удерживать двери закрытыми.
Диффузор секции центробежного компрессора представляет собой кольцевую камеру, снабженную множеством лопаток, которые образуют серию расходящихся каналов в коллекторе. Лопатки диффузора направляют поток воздуха от крыльчатки к коллектору под углом, предназначенным для удержания максимального количества энергии, обеспечиваемой крыльчаткой.Они также подают воздух в коллектор со скоростью и давлением, подходящими для использования в камерах сгорания.
Коллектор компрессора направляет воздушный поток из диффузора, который является неотъемлемой частью коллектора, в камеры сгорания. Коллектор имеет по одному выпускному отверстию для каждой камеры, так что воздух распределяется равномерно. Выходное колено компрессора прикреплено болтами к каждому из выходных отверстий. Эти отверстия для выпуска воздуха имеют форму каналов и известны под разными названиями, например, каналы для выпуска воздуха, выпускные колена или входные каналы для камеры сгорания.Эти воздуховоды выполняют очень важную часть процесса диффузии — они изменяют радиальное направление воздушного потока на осевое, где процесс диффузии завершается после поворота. Чтобы помочь локтям эффективно выполнять эту функцию, внутри локтей иногда устанавливают поворотные лопатки (каскадные лопатки). Эти лопатки уменьшают потери давления воздуха за счет гладкой поворотной поверхности.
Каждому типу компрессора присущи преимущества и недостатки.Зная это, некоторые современные производители двигателей используют преимущества каждого типа, используя их комбинацию в своей компрессорной секции. Вот некоторые из преимуществ и недостатков каждого типа компрессора.
Преимущества / недостатки
Центробежный компрессор
Преимущества:
Недостатки:
Осевой компрессор
Преимущества:
Недостатки:
Отводимый воздух
Сжатый высокотемпературный воздух, вырабатываемый компрессором.
секцию можно удалить и использовать для различных функций.Отводимый воздух можно отбирать из любой из ступеней давления компрессорной секции. Расположение отверстия для отвода воздуха зависит от давления или температуры, необходимых для конкретной работы. Отверстия для стравливания воздуха представляют собой небольшие отверстия в корпусе компрессора на соответствующей ступени компрессора. Таким образом, различные степени давления или температуры достигаются путем включения соответствующей ступени. Часто воздух удаляется из последней ступени, так как именно здесь давление и температура самые высокие.
Некоторые применения для удаления воздуха включают:
Иногда необходимо охладить отбираемый из двигателя воздух, как в случае наддува кабины. В этих случаях для охлаждения воздуха используется какой-либо холодильный агрегат или теплообменник.
Компрессоры двигателей имеют множество применений. Они являются важной частью газотурбинного двигателя, обеспечивая подачу воздуха под высоким давлением и высокой температурой для сгорания, а также отбираемого воздуха для работы системы. Какой компрессор используется в вашем двигателе?
| Эта страница предназначена для учащихся колледжей, старших и средних школ.Для младших школьников более простое объяснение информации на этой странице: доступно на Детская страница. |
Большинство современных пассажирских и военных самолетов оснащены двигателями газотурбинные двигатели, также называемые реактивными двигатели. Есть несколько разных типы газотурбинных двигателей, но все газотурбинные двигатели имеют некоторые общие детали. Все турбины двигатели имеют компрессор для повышения давления поступающий воздух до того, как он попадет в камеру сгорания.Производительность компрессора имеет большое влияние на общий двигатель представление.
Как показано на рисунке выше, существует два основных типа компрессоры: осевой и центробежный . На картинке компрессор слева называется осевым компрессором, потому что поток через компрессор проходит параллельно оси вращения. В компрессор справа называется центробежным компрессор, потому что поток через этот компрессор повернут перпендикулярно оси вращения.Центробежные компрессоры, которые использовались в первых реактивных двигателях, до сих пор используются на малых турбореактивных двигателях и турбовальный двигатели и как насосы на ракета двигатели. Современный большой турбореактивный и турбовентилятор в двигателях обычно используются осевые компрессоры.
Почему переход на осевые компрессоры? Средняя, одноступенчатая, центробежный компрессор может увеличить давление в 4 раза. аналогичный средний, одноступенчатый осевой компрессор увеличивает давление только на фактор 1.2. Но связать вместе несколько ступеней и изготовить многоступенчатый осевой компрессор . в многоступенчатый компрессор, давление перемножается из ряда в ряд (8 ступеней при 1,2 на ступень дает коэффициент 4,3). Это намного больше сложно изготовить эффективный многоступенчатый центробежный компрессор потому что на каждом этапе поток должен возвращаться к оси. Поскольку поток направлен перпендикулярно оси, двигатель с центробежный компрессор, как правило, шире, имеет большее поперечное сечение площадь, чем соответствующая осевая.Это создает дополнительные нежелательные сопротивление самолета. По этим причинам наиболее высокая производительность, высокое сжатие В турбинных двигателях используются многоступенчатые осевые компрессоры. Но если бы только требуется умеренная степень сжатия, центробежный компрессор намного проще в использовании.
Навигация ..
В этом посте будет обсуждаться конструкция компрессоров реактивных двигателей, ведущая к определению ориентировочных рабочих параметров.Для двигателей меньшего размера используются центробежные (CF) компрессоры, поскольку они могут работать с меньшими расходами более эффективно и более компактны, чем осевые компрессоры. Однако осевые компрессоры обладают преимуществом меньшей передней площади для данного расхода, могут работать с более высокими расходами и, как правило, имеют более высокий КПД, чем компрессоры CF. Для более крупных турбин, используемых на гражданских самолетах, наиболее подходящими будут компрессор и турбина осевого типа. Ранние осевые компрессоры были способны повышать давление в зоне входа примерно в 5 раз, в то время как современные турбовентиляторные двигатели имеют соотношение давлений более 30: 1.
Схема осевого компрессора низкого давления ТРД Olympus BOl.1. (Фото: Википедия)
Поскольку давление повышается в направлении потока через компрессор, существует острая опасность разделения пограничных слоев на лопатках компрессора, когда они сталкиваются с этим неблагоприятным градиентом давления. Когда это происходит, производительность компрессора резко падает, и говорят, что компрессор глохнет. По этой причине сжатие распределяется по большому количеству ступеней компрессора, так что меньшие приращения давления на каждой ступени позволяют инженерам получить большую общую степень сжатия без остановки.Ступень состоит из ряда вращающихся лопастей, называемых ротором , и ряда неподвижных лопастей, называемых статором . Каждый из этих рядов может состоять из 30-100 отдельных лопаток, и между входом для воздуха и выходом компрессора может быть до 20 ступеней. Роль лопастей ротора заключается в ускорении поступающего воздуха с целью увеличения кинетической энергии жидкости. Затем через статоры жидкость замедляется, и, как следствие, давление жидкости увеличивается.По мере увеличения давления и плотности на каждой ступени общая скорость потока остается относительно постоянной за счет уменьшения высоты лопастей от ступени к ступени. Таким образом, компрессор сужается от входа к выходу.
В попытке уменьшить количество ступеней компрессора для более компактного двигателя цель проектировщика состоит в том, чтобы максимально увеличить степень сжатия на каждой ступени. Степень сжатия ступени R определяется следующим выражением:
Где — изоэнтропический КПД ступени, T 01 — общая (застойная) температура, U частота вращения компрессора, C a осевая скорость жидкости, c p коэффициент скрытого плавления при постоянном давлении, а b 1 и b 2 угол передней и задней кромки лопасти ротора относительно осевого направления потока.
Схема осевого компрессора. (Фото: Википедия)
Степень сжатия на каждой ступени может быть увеличена до максимума за счет увеличения скорости вращения компрессора U , угла, на который жидкость поворачивается поперек лопастей ротора, tan b 1 –tan b 2 и осевой скорости жидкость C, , , через компрессор. Однако степень этих трех параметров ограничена.
1. Скорость конца лезвия и, следовательно, U ограничена соображениями напряжения в основании. Если предполагается, что вентилятор имеет постоянную площадь поперечного сечения, то центробежное напряжение в основании определяется выражением
.Где U t — скорость вершины, — это плотность лезвия, а отношение r r / r t называется отношением длины ножки к вершине лезвия. Чтобы предотвратить отсоединение лопастей от ступицы и разрушение двигателя, это корневое напряжение не должно превышать определенного предела прочности.Можно видеть, что корневое напряжение пропорционально квадрату скорости вращения компрессора и уменьшается по мере уменьшения длины лопатки. Поскольку лопатки первого компрессора имеют наибольшую длину, они ограничивают максимальную скорость кончика и, следовательно, эффективность компрессора. Поэтому обычно компрессор разделяют на конфигурации с двумя или тремя золотниками, такие как большой вентилятор, компрессоры среднего и высокого давления, которые вращаются с тремя разными скоростями.Таким образом, вентилятор большого диаметра может вращаться на более низких скоростях для удовлетворения ограничений по напряжению, в то время как компрессор высокого давления с более короткими лопастями может вращаться на более высоких скоростях.
Однако скорость вращения вентилятора обычно ограничивается более строгими соображениями напряжения. В турбовентиляторном двигателе вентилятор большого диаметра в передней части двигателя действует как одноступенчатый компрессор. В современных турбовентиляторных двигателях вентилятор разделяет поток, при этом большая часть воздуха попадает в байпасный канал к движущему соплу, и только небольшая часть попадает в активную зону.Высокие нагрузки на корни, вызываемые длинными лопастями вентилятора, часто усугубляются ударами птиц. По механическим причинам часто используется нижний предел отношения корня к верхушке, равный 0,35. Поток, падающий на вентилятор, также имеет очень высокое число Маха, поскольку крейсерская скорость гражданского самолета обычно составляет около M = 0,83. Сверхзвуковой поток неизбежно заканчивается ударной волной, что приводит к увеличению давления и энтропии над лопатками компрессора. Ударные волны снижают эффективность лопаток компрессора, поскольку они нарушают поток по профилю, что приводит к отрыву пограничного слоя.Кроме того, эти ударные волны могут вызывать нежелательные вибрации лопастей вентилятора, которые еще больше снижают эффективность компрессора и увеличивают шум. Поэтому из соображений эффективности, снижения шума и ограничения повреждений от ударов птиц скорость вращения вентилятора ограничена, обычно относительное число Маха 1,6 считается верхним пределом.
2. Осевая скорость C a должна быть максимальной, чтобы оптимизировать степень сжатия и уменьшить лобовую площадь двигателя.Подобно аргументу, приведенному выше, осевая скорость обычно ограничивается эффектами сжимаемости сверхзвукового потока. По мере того, как давление, статическая температура и, следовательно, скорость звука возрастают от стадии к стадии, эффекты сжимаемости ухудшаются на первых стадиях. На первом этапе воздух поступает в осевом направлении, так что, сложив ортогональные векторы скорости U и C a , мы получим V 2 = U 2 + C a 2 где V — скорость относительно лезвия.В современных двигателях V может находиться в околозвуковой области с довольно большими потерями. В этом отношении двухконтурные двигатели имеют то преимущество, что компрессор низкого давления вращается с меньшей скоростью, что снижает проблему сжимаемости.
3. Угол поворота жидкости поперек лопастей ротора b ограничен ростом пограничных слоев. Лопасти компрессора — это крылья, которые действуют так же, как крылья самолета.Следовательно, когда угол атаки или изгиб аэродинамической поверхности увеличивается для увеличения вращения вектора скорости потока, неблагоприятный градиент давления на поверхности всасывания увеличивается до тех пор, пока в какой-то момент пограничный слой не разделится. По мере того, как пограничный слой разделяет эффективный угол поворота b , уменьшается, так что общее повышение давления на ступени уменьшается.
Пределы U , C a и b 1 — b 2 все устанавливают ограничения на максимальное отношение давлений, которое может быть достигнуто в осевом компрессоре.Типичные примеры: U ≈ 350 м / с , C a = 200 м / с , b 1 — b 2 <45 °.
Лопатки компрессораобычно довольно тонкие и изготавливаются из легких металлических сплавов, таких как алюминий и титан. Лопатки компрессора имеют аэродинамическую секцию, как показано на рисунке ниже. Центробежные силы, действующие на воздушный поток, уравновешиваются воздухом под высоким давлением, направленным к кончику лопасти. Чтобы получить это более высокое давление на наконечник, лезвие должно быть повернуто от основания к наконечнику, чтобы изменить угол падения потока и, следовательно, контролировать изменение давления на лезвии.
Основные ссылки
Rolls-Royce (1996 г.). Реактивный двигатель. Технические публикации Rolls Royce; 5-е изд. выпуск
Нравится Загрузка …
Похожие сообщенияГазовые турбины внутреннего сгорания, устанавливаемые на многих современных электростанциях, работающих на природном газе, представляют собой сложные машины, но в основном они состоят из трех основных частей:
Наземные газовые турбины бывают двух типов: (1) двигатели с тяжелой рамой и (2) авиационные двигатели. Двигатели с тяжелой рамой характеризуются более низким коэффициентом давления (обычно ниже 20) и имеют тенденцию быть физически большими. Степень давления — это отношение давления нагнетания компрессора к давлению воздуха на входе.Двигатели на базе авиационных двигателей являются производными от реактивных двигателей, как следует из названия, и работают при очень высоких степенях сжатия (обычно превышающих 30). Двигатели на базе авиационных двигателей имеют тенденцию быть очень компактными и полезны там, где требуется меньшая выходная мощность. Поскольку турбины с большой рамой имеют более высокую выходную мощность, они могут производить большее количество выбросов и должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать низкие выбросы загрязняющих веществ, таких как NOx.
Одним из ключевых факторов удельного расхода топлива турбины является температура, при которой она работает.Более высокие температуры обычно означают более высокую эффективность, что, в свою очередь, может привести к более экономичной эксплуатации. Газ, протекающий через обычную турбину электростанции, может иметь температуру до 2300 градусов по Фаренгейту, но некоторые из критических металлов в турбине могут выдерживать температуры только от 1500 до 1700 градусов по Фаренгейту. Следовательно, воздух из компрессора может использоваться для охлаждения. ключевые компоненты турбины, снижающие конечный тепловой КПД.
Одним из главных достижений программы передовых турбин Министерства энергетики было преодоление прежних ограничений по температурам турбин с использованием комбинации инновационных технологий охлаждения и современных материалов.Усовершенствованные турбины, появившиеся в результате исследовательской программы Департамента, смогли повысить температуру на входе турбины до 2600 градусов по Фаренгейту — почти на 300 градусов выше, чем в предыдущих турбинах, и достичь КПД до 60 процентов.
Еще одним способом повышения эффективности является установка рекуператора или парогенератора с рекуперацией тепла (HRSG) для рекуперации энергии из выхлопных газов турбины. Рекуператор улавливает отходящее тепло в выхлопной системе турбины, чтобы предварительно нагреть воздух на выходе компрессора перед его поступлением в камеру сгорания.ПГРТ вырабатывает пар за счет улавливания тепла из выхлопных газов турбины. Эти котлы также известны как парогенераторы-утилизаторы. Пар высокого давления из этих котлов можно использовать для выработки дополнительной электроэнергии с помощью паровых турбин, такая конфигурация называется комбинированным циклом.
Газовая турбина простого цикла может достигать КПД преобразования энергии в диапазоне от 20 до 35 процентов. С учетом более высоких температур, достигнутых в турбинной программе Министерства энергетики, будущие газотурбинные установки с комбинированным циклом, работающие на водороде и синтез-газе, вероятно, достигнут КПД 60 процентов или более.Когда отработанное тепло улавливается из этих систем для отопления или промышленных целей, общая эффективность энергетического цикла может приближаться к 80 процентам.
Базовый обзор
На изображении выше показано, как реактивный двигатель будет расположен в современном
военный самолет. В базовом реактивном двигателе воздух поступает в передний воздухозаборник и
сжат (посмотрим, как позже).Затем воздух нагнетается в
камеры сгорания, в которые впрыскивается топливо, и воздушная смесь
и топливо воспламеняется. Образующиеся газы быстро расширяются и истощаются
через заднюю часть камер сгорания. Эти газы обладают одинаковой силой
во всех направлениях, обеспечивая тягу вперед, когда они уходят назад. В виде
газы выходят из двигателя, они проходят через веерный набор лопаток
(турбина), которая вращает вал, называемый валом турбины. Этот вал, в
повернуть, вращает компрессор, обеспечивая приток свежего воздуха
через впуск.Ниже представлена анимация изолированного реактивного двигателя, который
иллюстрирует процесс притока, сжатия, сгорания, истечения воздуха.
и только что описанное вращение вала.
процесс можно описать следующей схемой, взятой с сайта Rolls Royce, популярного производителя реактивных двигателей.
Этот процесс является сутью того, как работают реактивные двигатели, но как именно
что-то вроде сжатия (сдавливания) происходит? Чтобы узнать больше о каждом
о четырех этапах создания тяги реактивным двигателем см. ниже.
SUCK
Двигатель всасывает большой объем воздуха через вентилятор и компрессор этапы. Типичный коммерческий реактивный двигатель потребляет 1,2 тонны воздуха в секунду. во время взлета — другими словами, он может выпустить воздух на корте для сквоша в меньше секунды. Механизм при котором реактивный двигатель всасывает воздух, в значительной степени является частью сжатия сцена. Во многих двигателях компрессор отвечает как за всасывание воздуха, так и за его сжатие.Некоторые двигатели имеют дополнительный вентилятор, который не является частью компрессора для втягивания дополнительного воздуха в систему. Вентилятор — это крайний левый компонент двигатель, показанный выше.
SQUEEZE
Помимо всасывания воздуха в двигатель, компрессор также создает давление в воздух и подает его в камеру сгорания. Компрессор показан на изображении выше слева от огонь в камере сгорания и справа от вентилятора.Компрессионные вентиляторы приводятся в действие турбина валом (турбина, в свою очередь, приводится в движение воздухом, оставив двигатель). Компрессоры могут достигать чрезмерных степеней сжатия 40: 1, что означает, что давление воздуха в конце компрессор более чем в 40 раз превышает объем воздуха, поступающего в компрессор. На полную мощность лопасти типового коммерческий струйный компрессор вращается со скоростью 1000 миль в час (1600 км / ч) и принимает 2600 фунтов (1200 кг) воздуха в секунду.
Сейчас мы обсудим, как компрессор на самом деле сжимает воздух.
Как видно на изображении выше, зеленые вееры, составляющие
компрессор постепенно становится все меньше и меньше, как и полость, проходящая через
который воздух должен путешествовать. Воздух
должен продолжать движение вправо, к камерам сгорания
двигатель, так как вентиляторы вращаются и выталкивают воздух в этом направлении. Результат — заданное количество воздуха.
переходя от большего пространства к меньшему, и, таким образом, увеличивая
давление.
BANG
В камере сгорания топливо смешивается с воздухом, чтобы произвести взрыв, который отвечает за расширение, которое заставляет воздух попадать в турбину.В типичном коммерческом реактивном двигателе топливо горит при сгорании. камера при температуре до 2000 градусов Цельсия. Температура, при которой металлы в эта часть двигателя начинает плавиться — 1300 градусов по Цельсию, поэтому продвинутая необходимо использовать методы охлаждения.
Горение камера имеет сложную задачу сжигания большого количества топлива, подается через форсунки топливного распылителя с большим объемом воздуха, подаваемый компрессором, и выделяя образующееся тепло таким образом что воздух расширяется и ускоряется, давая плавный поток равномерно нагретый газ.Эта задача должна быть выполнена с минимальными потерями. по давлению и с максимальным тепловыделением в ограниченном пространстве имеется в наличии.
Количество топлива добавление в воздух будет зависеть от требуемого повышения температуры. Однако, максимальная температура ограничена определенным диапазоном, определяемым материалы, из которых изготовлены лопатки и сопла турбин. В воздухе есть уже были нагреты до температуры от 200 до 550 C в результате работы, проделанной в компрессор, требующий повышения температуры примерно от 650 до 1150 C от процесса сгорания.Поскольку температура газа определяет тягу двигателя, камера сгорания должна быть способна поддержание стабильного и эффективного сгорания в широком диапазоне двигателей условия эксплуатации.
Воздух, принесенный вентилятор, который не проходит через ядро двигателя и, следовательно, не используется для сжигания, что составляет около 60 процентов от общего количества поток воздуха, постепенно вводится в жаровую трубу, чтобы снизить температура внутри камеры сгорания и охладите стенки жаровой трубы.
УДАР
Принудительная реакция расширенного газа — смеси топлива и воздуха. через турбину, приводит в действие вентилятор и компрессор и выдувает из выхлопное сопло, обеспечивающее тягу.
Таким образом, турбина должна обеспечивать мощность для привода компрессор и аксессуары. Это делает это за счет извлечения энергии из горячих газов, выделяемых из системы сгорания и расширения их до более низкого давления и температуры.Непрерывный поток газа, к которому открытая турбина может попасть в турбину при температуре от 850 до 1700 ° C, что снова намного выше точки плавления текущего материаловедение.
Для производства крутящего момента, турбина может состоять из нескольких ступеней, каждая из которых использует один ряд подвижных лопастей и один ряд неподвижных направляющих лопаток для направления воздух по желанию на лезвия. Количество ступеней зависит от соотношение между мощностью, требуемой от газового потока, вращательной скорость, с которой она должна производиться, и допустимый диаметр турбины.
Желание для обеспечения высокого КПД двигателя требуется высокая температура на входе в турбину, но это вызывает проблемы, поскольку лопатки турбины должны выполнять и выдерживают длительные периоды эксплуатации при температурах выше их плавления точка. Эти лезвия, хотя и раскаленные докрасна, должны быть достаточно прочными, чтобы нести центробежные нагрузки из-за вращения с высокой скоростью.
Для работы в этих условиях холодный воздух вытесняется из множества мелких отверстия в лезвии.Этот воздух остается близко к лезвию, предотвращая его плавится, но не сильно ухудшает общий представление. Никелевые сплавы используются для изготовления лопаток турбин и направляющие лопатки сопла, поскольку эти материалы демонстрируют хорошие свойства при высокие температуры
Несколько лет назад в магазинах было обычным делом иметь центральный источник энергии, который приводил в действие все инструменты через систему ремней, колес и приводных валов.Электроэнергия передавалась по рабочему пространству с помощью механических средств. Хотя ремни и валы могут исчезнуть, многие магазины по-прежнему используют механическую систему для перемещения энергии по цеху. Он основан на энергии, хранящейся в воздухе, находящемся под давлением, а сердцем системы является воздушный компрессор.
Вы найдете воздушные компрессоры, которые используются в самых разных ситуациях — от угловых заправочных станций до крупных производственных предприятий. И все больше и больше воздушных компрессоров находят применение в домашних мастерских, подвалах и гаражах.Модели, рассчитанные на любую работу, от надувных игрушек для бассейнов до электроинструментов, таких как гвозди, шлифовальные машины, дрели, гайковерты, степлеры и краскопульты, теперь доступны в местных домашних центрах, у дилеров инструментов и в каталогах по почте.
Большим преимуществом пневматической энергии является то, что для каждого инструмента не нужен собственный громоздкий двигатель. Вместо этого один двигатель компрессора преобразует электрическую энергию в кинетическую. Это позволяет создавать легкие, компактные, простые в обращении инструменты, которые работают бесшумно и содержат меньше изнашиваемых деталей.
Типы воздушных компрессоров
Хотя существуют компрессоры, в которых для создания давления воздуха используются вращающиеся рабочие колеса, компрессоры объемного действия более распространены и включают модели, используемые домовладельцами, деревообработчиками, механиками и подрядчиками. Здесь давление воздуха увеличивается за счет уменьшения размера пространства, содержащего воздух. Большинство компрессоров, с которыми вы столкнетесь, выполняют эту работу с возвратно-поступательным поршнем.
Как и небольшой двигатель внутреннего сгорания, обычный поршневой компрессор имеет коленчатый вал, шатун и поршень, цилиндр и головку клапана. Коленчатый вал приводится в движение электродвигателем или газовым двигателем. Хотя есть небольшие модели, которые состоят только из насоса и двигателя, у большинства компрессоров есть воздушный резервуар для удержания количества воздуха в пределах заданного диапазона давления. Сжатый воздух в резервуаре приводит в движение пневматические инструменты, а мотоцикл включается и выключается, чтобы автоматически поддерживать давление в резервуаре.
В верхней части цилиндра вы найдете головку клапана, которая удерживает впускной и выпускной клапаны. Оба являются просто тонкими металлическими заслонками — одна установлена под ней, а другая — сверху. По мере того, как поршень движется вниз, над ним создается разрежение. Это позволяет наружному воздуху при атмосферном давлении открыть впускной клапан и заполнить область над поршнем. Когда поршень движется вверх, воздух над ним сжимается, удерживает впускной клапан закрытым и толкает выпускной клапан. Воздух движется из выпускного отверстия в резервуар.С каждым ходом в бак поступает больше воздуха, и давление повышается.
Типичные компрессоры выпускаются в 1- или 2-цилиндровых версиях, в зависимости от требований к оборудованию, которое они приводят в действие. На уровне домовладельца / подрядчика большинство двухцилиндровых моделей работают так же, как и одноцилиндровые, за исключением того, что на один оборот приходится два хода вместо одного. Некоторые коммерческие двухцилиндровые компрессоры представляют собой двухступенчатые компрессоры: один поршень нагнетает воздух во второй цилиндр, что дополнительно увеличивает давление.
Компрессорыиспользуют реле давления для остановки двигателя, когда давление в баллоне достигает заданного предела — около 125 фунтов на квадратный дюйм для многих одноступенчатых моделей.Однако в большинстве случаев такое давление не требуется. Следовательно, в воздуховоде будет регулятор, который вы настроите в соответствии с требованиями к давлению используемого вами инструмента. Манометр перед регулятором контролирует давление в баллоне, а манометр после регулятора контролирует давление в воздушной линии. Кроме того, в баке есть предохранительный клапан, который открывается при выходе из строя реле давления. Реле давления может также включать разгрузочный клапан, который снижает давление в баллоне при выключенном компрессоре.
Многие компрессоры с шарнирно-поршневыми поршнями смазываются маслом. То есть они имеют масляную ванну, которая смазывает подшипники и стенки цилиндра разбрызгиванием при вращении кривошипа. Поршни имеют кольца, которые помогают удерживать сжатый воздух наверху поршня и удерживают смазочное масло от воздуха. Однако кольца не совсем эффективны, поэтому некоторое количество масла попадет в сжатый воздух в виде аэрозоля.
Наличие масла в воздухе не обязательно является проблемой. Многие пневматические инструменты требуют смазки, и часто добавляются встроенные масленки, чтобы увеличить равномерную подачу масла к инструменту.С другой стороны, эти модели требуют регулярных проверок масла, периодической замены масла, и они должны работать на ровной поверхности. Прежде всего, есть некоторые инструменты и ситуации, в которых требуется безмасляный воздух. Распыление масла в воздушном потоке вызовет проблемы с отделкой. Многие новые инструменты для деревообработки, такие как гвоздезабиватели и шлифовальные машины, не содержат масла, поэтому нет никаких шансов загрязнить деревянные поверхности маслом. В то время как решения проблемы воздушного масла включают использование маслоотделителя или фильтра в воздушной линии, лучшая идея — использовать безмасляный компрессор, в котором вместо масляной ванны используются подшипники с постоянной смазкой.
Разновидностью поршневого компрессора автомобильного типа является модель, в которой используется цельный поршень / шатун. Поскольку пальца отсутствует, поршень наклоняется из стороны в сторону, когда эксцентриковая шейка вала перемещает его вверх и вниз. Уплотнение вокруг поршня поддерживает контакт со стенками цилиндра и предотвращает утечку воздуха.
Там, где потребность в воздухе невысока, может быть эффективен диафрагменный компрессор. В этой конструкции мембрана между поршнем и камерой сжатия изолирует воздух и предотвращает утечку.
Мощность компрессора
Одним из факторов, используемых для определения мощности компрессора, является мощность двигателя. Однако это не лучший показатель. Вам действительно нужно знать количество воздуха, которое компрессор может подавать при определенном давлении.
Скорость, с которой компрессор может подавать объем воздуха, указывается в кубических футах в минуту (куб. Поскольку атмосферное давление играет роль в скорости движения воздуха в цилиндр, куб.футов в минуту будет изменяться в зависимости от атмосферного давления.Он также зависит от температуры и влажности воздуха. Чтобы создать равные условия игры, производители рассчитывают стандартные кубические футы в минуту (scfm) как кубические футы в минуту на уровне моря при температуре воздуха 68 градусов F и относительной влажности 36%. Номинальные значения стандартных кубических футов в минуту приведены для конкретного давления — 3,0 кубических футов в минуту при 90 фунтах на кв. Если вы уменьшите давление, scfm повышается, и наоборот.
Вы также можете встретить рейтинг, называемый смещением куб.футов в минуту. Эта цифра является произведением рабочего объема цилиндра и числа оборотов двигателя. По сравнению с scfm, он обеспечивает показатель эффективности компрессорного насоса.
Номинальные значения кубических футов в минуту и фунтов на квадратный дюйм важны, поскольку они указывают на инструменты, которыми может управлять конкретный компрессор. Выбирая компрессор, убедитесь, что он может подавать такое количество воздуха и давление, которые необходимы вашим инструментам.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io
| AJI20001 | Обновление на 440 об / мин | Это обновление увеличивает скорость крупнокалиберных агрегатов AJAX с 360 и 400 до 440 об / мин, увеличивая номинальную мощность при сохранении показателей выбросов. | Power Increase |
| AJI20002 | Автоматические системы предварительной смазки | Системы предварительной смазки являются стандартным оборудованием на текущих производственных установках AJAX, предлагаемых с ручной, электрической или пневматической конфигурациями.Теперь комплекты для модернизации доступны для всех устройств AJAX. | Безопасность, надежность, обслуживание |
| AJI20003 | Тарельчатые клапаны компрессора | Тарельчатые клапаны обеспечивают наивысший КПД среди клапанов любой конструкции. По сравнению с обычными пластинчатыми, канальными или ленточными клапанами тарельчатые клапаны обеспечивают значительную экономию топлива или мощности за счет более эффективной и надежной работы. | Эффективность, надежность, обслуживание |
| AJI20004 | Преобразование воздушного фильтра сухого типа | Новые встроенные двигатели-компрессоры AJAX комплектуются воздушными фильтрами двигателя «сухого типа».Теперь владельцы AJAX с более старым воздухоочистителем с масляной ванной могут извлечь выгоду из этого улучшения продукта. | Эффективность, увеличение мощности, надежность, техническое обслуживание |
| AJI20005 | Выхлопные камеры расширения | Выхлопная камера расширения AJAX использует пульсации выхлопных газов для оптимизации продувки силовых цилиндров, обеспечивая при этом существенное увеличение массы свежего воздуха. захвачены внутри цилиндров, восстанавливая потери мощности в лошадиных силах, часто связанные с большой высотой и / или соблюдением требований по выбросам. | Эффективность, выбросы, увеличение мощности, техническое обслуживание |
| AJI20006 | Гибкая система топливного коллектора | Гибкая система топливного коллектора устраняет перекос коллектора за счет использования цельной системы топливного коллектора и устраняет напряжение и деформацию корпуса газового клапана. | Техническое обслуживание |
| AJI20007 | Система впрыска газа «Экономайзер» | Преимущество двигателя AJAX, оснащенного доступной системой впрыска газа «Экономайзер», по сравнению со стандартной топливной системой низкого давления заключается в снижении расхода топлива до 33 раз. %. | Эффективность, надежность |
| AJI20008 | Силовые поршни HCR (высокая степень сжатия) | Поршни HCR обеспечивают улучшенный воздушный поток на больших высотах, где плотность воздуха ниже. Больший воздушный поток означает лучшую производительность двигателя, меньшие выбросы и улучшенный расход топлива на больших высотах. | Эффективность, выбросы, увеличение мощности |
| AJI20009 | Интегрированный корпус дроссельной заслонки регулятора (IGTB) | Этот продукт можно использовать для устройств, которые используют автоматический режим переменной скорости для управления нагрузкой, и теперь он является стандартным оборудованием для всех новых 2801, 2802, 2803 и 2804 шт. | Эффективность, надежность, техническое обслуживание, безопасность |
| AJI20010 | Интегрированная бетонная платформа | Двигатели-компрессоры AJAX можно приобрести с конструкцией салазок, которая позволяет переносить установку. | Затраты на установку, переносимость |
| AJI20011 | Комплект для переоборудования «LE» с низким уровнем выбросов | Основным компонентом системы является узел воспламенителя, который создает высокоэнергетический источник воспламенения, воспламеняя более бедную смесь топлива, что приводит к снижению Образование NOx и более чистый выхлоп. | Выбросы, надежность |
| AJI20012 | Контроль шума | Cooper предлагает различные методы для удовлетворения ваших требований к уровню шума. | Контроль шума |
| AJI20013 | Окислительный каталитический нейтрализатор | Окислительный каталитический нейтрализатор AJAX разработан в соответствии с новыми экологическими директивами для двухтактных газовых двигателей с обедненным горением (2SLB) с впечатляющей эффективностью удаления CO, ЛОС и H 2 CO. | КПД, выбросы |
| AJI20014 | Интегральная реконфигурация двигателя и компрессора | Cooper предлагает полностью реконфигурированные компрессорные агрегаты для вашего устаревшего оборудования. | Переделка |
| AJI20015 | Топливный картридж Rebecca | С системой Rebecca снятие, осмотр и замена клапана форсунки топливного газа выполняется быстро и легко. Система, состоящая из двух частей, состоит из постоянного корпуса клапана и сменного картриджа. | Эффективность, техническое обслуживание |
| AJI20016 | Пуск с зубчатым венцом | Многие конечные пользователи сталкиваются с падением давления газа на объекте. Для систем запуска с воздушным потоком требуется давление 200–250 фунтов на квадратный дюйм. Для систем пуска с зубчатым венцом требуется давление не выше 30 фунтов на кв. Дюйм. | Техническое обслуживание, безопасность |
| AJI20017 | Продувка впускного тарельчатого клапана | Продувочный впускной тарельчатый клапан — последний шаг в улучшении воздушного потока.Конструкция тарельчатого клапана увеличивает проходное сечение по сравнению с конструкцией язычковой ленты, позволяя больше продувать воздух в камеру сгорания, что впоследствии увеличивает эффективность сгорания. | Эффективность, выбросы, увеличение мощности, техническое обслуживание |
| AJI20018 | Предварительная камера с ввинчивающейся резьбой | Новая предварительная камера AJAX (SIP) может стать первым шагом в вашей программе снижения выбросов за счет снижения NOx выбросы. Приспосабливаемый к другим технологиям снижения выбросов, SIP обеспечивает доказанную надежность, сокращая выбросы NOx и расход топлива. | Эффективность, техническое обслуживание, безопасность |
| CPE20001 | Электронная камера предварительного сгорания (ePCC) | Обратный клапан камеры предварительного сгорания с электронным управлением (ePCC ™) точно контролирует впрыск топлива и позволяет двигателю работать более плавно и чище | Стабильность горения, надежность, техническое обслуживание |
| CPE20002 | HyperLogic TM | Усовершенствованная система управления соотношением воздух / топливо для двух- и четырехтактных двигателей с турбонаддувом и искровым зажиганием | Эффективность, выбросы, надежность, Техническое обслуживание |
| Обновления панели управления | Обновления панели управления, адаптированные к конкретным потребностям и требованиям заказчика для большинства марок и моделей двигателей для сжатия газа и выработки электроэнергии. |