Sopradores mecânicos. O que são

No processo de produção de automóveis, os engenheiros pensam não apenas na introdução de tecnologia de ponta, aparência moderna e segurança de primeira classe. Hoje, os motores automotivos de combustão interna estão tentando fazer menos e obter mais eficiência. A introdução de um superalimentador mecânico é uma dessas maneiras - "espremer" o máximo, mesmo de um pequeno motor de 3 cilindros.

O que é um compressor mecânico, como é organizado e funciona, quais são suas vantagens e desvantagens - falaremos sobre isso mais tarde.

O que é um superalimentador mecânico

Um soprador mecânico é um dispositivo que fornece ar à força sob alta pressão para aumentar a massa da mistura combustível-ar. O compressor é acionado pela rotação da polia do virabrequim, via de regra, o dispositivo é comunicado por meio de uma correia. A compressão de ar forçada usando um turbocompressor mecânico fornece um adicional de 30-50% da potência nominal (sem compressor).

Como funciona a pressurização mecânica

Independentemente do tipo de projeto, todos os sopradores são projetados para comprimir ar. O compressor de acionamento começa a funcionar assim que o motor dá partida. O virabrequim, por meio de uma polia, transmite torque ao compressor, que, por sua vez, girando as pás ou rotores, comprime o ar de admissão, alimentando-o à força nos cilindros do motor. A propósito, a velocidade de operação do compressor é muitas vezes maior do que a velocidade do virabrequim do motor de combustão interna. A pressão gerada pelo compressor pode ser interna (criada na própria unidade) e externa (pressão é criada na linha de descarga).

Dispositivo de pressurização mecânica

Um sistema de acionamento de ventilador típico consiste no seguinte:

• diretamente o compressor;
• válvula de aceleração;
• válvula de desvio com amortecedor;
• filtro de ar;
• sensor de pressão;
• um sensor de temperatura do coletor de admissão; e um sensor de pressão absoluta.

A propósito, para compressores cuja pressão operacional não exceda 0,5 bar, não é necessária a instalação de um intercooler - basta melhorar o sistema de refrigeração padrão e fornecer uma entrada fria no projeto.

O soprador de ar é controlado pela posição do acelerador. Quando o motor está em marcha lenta, existe a possibilidade de sobrepressão no sistema de admissão, o que logo levará a um mau funcionamento do compressor, portanto, uma válvula de desvio é fornecida aqui. Parte desse ar flui de volta para o compressor.

Se o sistema estiver equipado com um intercooler, o grau de compressão do ar será maior devido à diminuição de sua temperatura em 10 a 15 graus. Quanto menor a temperatura do ar de admissão, melhor ocorre o processo de combustão, a ocorrência de detonação é excluída, o motor funcionará de forma mais estável. 

Tipos de acionamento de pressurização mecânica

Ao longo das décadas de uso de um compressor mecânico, os fabricantes de automóveis usaram vários tipos de acionamento, a saber:

• acionamento direto - diretamente do engate rígido com o flange do virabrequim;
• cinto. O tipo mais comum. Podem ser usadas correias dentadas, correias lisas e correias nervuradas. A transmissão é observada com rápido desgaste da correia, bem como a probabilidade de escorregamento, especialmente em um motor frio;
• corrente - semelhante a um cinto, mas tem a desvantagem de aumentar o ruído;
• engrenagem - também há ruído excessivo e grandes dimensões da estrutura.

Compressor centrífugo

Tipos de compressores mecânicos

Cada um dos tipos de sopradores tem uma propriedade de desempenho individual, e existem três tipos deles:

• compressor centrífugo. O tipo mais comum, que se parece muito com um turbocompressor de gases de escape (caracol). Ele usa um impulsor, cuja velocidade de rotação atinge 60 rpm. O ar entra na parte central do compressor em alta velocidade e baixa pressão, e na saída o quadro é invertido - o ar é fornecido aos cilindros em alta pressão, mas em baixa velocidade. Nos carros modernos, esse tipo de compressor é usado junto com um turbocompressor para evitar o turbo lag. Em baixas velocidades e condições transitórias, o “caracol” de acionamento fornecerá ar comprimido de forma estável;
• parafuso. Os principais elementos estruturais são dois parafusos cônicos (parafusos) instalados em paralelo. O ar, entrando no compressor, primeiro passa pela parte larga, depois é comprimido devido à rotação de dois parafusos que giram para dentro. Eles são instalados principalmente em carros caros, e o preço desse compressor em si é considerável - a complexidade do design e a eficiência afetam;
• cam (raízes). É um dos primeiros supercompressores mecânicos a serem instalados em motores automotivos. As raízes são um par de rotores com uma seção de perfil complexa. Durante a operação, o ar se move entre os cames e a parede da caixa, comprimindo assim. A principal desvantagem é a formação de pressurização excessiva, portanto, o projeto prevê uma embreagem eletromagnética para controle do compressor, ou válvula bypass.

Compressor de parafuso

Compressores mecânicos podem ser encontrados nas máquinas de fabricantes renomados: Audi, Mercedes-Benz, Cadillac e outros. Eles são instalados em motores de alto volume ou em um pequeno carro em conjunto com uma turbina movida a energia a gás.

Raízes do Compressor

Vantagens e desvantagens de um circuito de superalimentador mecânico

Quanto às desvantagens:

• acionar o compressor por meio de um acionamento do virabrequim, desse modo o superalimentador retira parte da energia, embora a compense com sucesso;
• alto nível de ruído, especialmente em velocidades médias e altas;
• a uma pressão nominal superior a 5 bar, é necessário alterar o design do motor (instalar pistões fortes com bielas, reduzir a taxa de compressão instalando uma junta grossa da cabeça do cilindro, montar um intercooler);
• má qualidade de compressores centrífugos fora do padrão.

Sobre as vantagens:

• torque estável já da marcha lenta;
• a capacidade de operar o carro sem a necessidade de aumentar a rotação do motor acima da média;
• trabalho estável em alta velocidade;
• em relação a um turboalimentador, os sopradores são mais baratos e fáceis de manter, e não há necessidade de redesenhar o sistema de óleo para fornecer óleo para o compressor.

Perguntas e Respostas:

Como funciona um soprador mecânico? A carcaça do soprador possui um difusor. Conforme o impulsor gira, o ar é sugado e direcionado para o difusor. A partir daí, ele entra na cavidade que consome esse ar.

Para que se destina um soprador mecânico e como funciona? Esta unidade mecânica comprime o gás sem resfriá-lo. Dependendo do tipo de soprador (o projeto do mecanismo de coleta de gás), ele é capaz de criar uma pressão de gás acima de 15 kPa.

Que tipo de sopradores existem? Os sopradores mais comuns são os centrífugos. Existem também parafuso, came e pistão rotativo. Cada um deles tem suas peculiaridades de trabalho e a pressão gerada.