Gyles Lewis
0 
2888
117
Foto høflighed Superchargers online
Ford Ranger med en supercharger under hætten. bilmotorbilleder.
-Siden opfindelsen af den interne forbrændingsmotor har bilingeniører, speedjunkies og racerbilsdesignere søgt efter måder at øge dens styrke. -En måde at tilføje strøm på er at bygge en større motor. Men større motorer, som vejer mere og koster mere at bygge og vedligeholde, er ikke altid bedre.
| Tak skal du have Tak til Jeff Beckman for hans hjælp med denne artikel. |
En anden måde at tilføje strøm på er at gøre en normal størrelse motor mere effektiv. Du kan opnå dette ved at tvinge mere luft ind i forbrændingskammeret. Mere luft betyder, at der kan tilføjes mere brændstof, og mere brændstof betyder en større eksplosion og større hestekræfter. Tilføjelse af en kompressor er en fantastisk måde at opnå induktion af tvungen luft på. I denne artikel forklarer vi, hvad superladere er, hvordan de fungerer, og hvordan de sammenlignes med turboladere.
En supercharger er en hvilken som helst enhed, der presser luftindtaget til over atmosfæretrykket. Både superchargers og turbochargers gør dette. Faktisk er udtrykket "turbolader" en forkortet version af "turbo-supercharger", dets officielle navn.
Forskellen mellem de to d-evices er deres energikilde. Turboladere drives af massestrømmen af udstødningsgasser, der driver en turbin. Superchargers drives mekanisk ved hjælp af bælte- eller kædedrev fra motorens krumtapaksel.
I det næste afsnit skal vi se på, hvordan en supercharger gør sit job.
En grundlæggende motor med tilføjelse af en supercharger.
En almindelig firetaktsmotor dedikerer et slag til luftindtagelsesprocessen. Der er tre trin i denne proces:
- Stempelet bevæger sig ned.
- Dette skaber et vakuum.
- Luft ved atmosfærisk tryk suges ind i forbrændingskammeret.
Når der er trukket luft ind i motoren, skal den kombineres med brændstof for at danne ladningen - en pakke potentiel energi, der kan omdannes til nyttig kinetisk energi gennem en kemisk reaktion kendt som forbrænding. Tændrøret indleder denne kemiske reaktion ved at antænde ladningen. Da brændstoffet gennemgår oxidation, frigives en hel del energi. Kraften ved denne eksplosion, koncentreret over cylinderhovedet, driver stemplet ned og skaber en frem- og tilbagegående bevægelse, der til sidst overføres til hjulene.
At få mere brændstof i opladningen ville medføre en kraftigere eksplosion. Men du kan ikke blot pumpe mere brændstof ind i motoren, fordi der kræves en nøjagtig mængde ilt for at brænde en given mængde brændstof. Denne kemisk korrekte blanding - 14 dele luft til en del brændstof - er vigtig for, at en motor kan fungere effektivt. Den nederste linje: For at få mere brændstof i, skal du lægge mere luft.
Det er superchargerens job. Superchargers øger indtaget ved at komprimere luft over atmosfæretrykket uden at skabe et vakuum. Dette tvinger mere luft ind i motoren, hvilket giver et "boost". Med den ekstra luft i boost kan mere brændstof tilføjes opladningen, og motorens effekt øges. Superladning tilføjer i gennemsnit 46 procent mere hestekræfter og 31 procent mere drejningsmoment. I situationer i høj højde, hvor motorens ydelse forringes, fordi luften har lav densitet og tryk, leverer en supercharger luft med højere tryk til motoren, så den kan fungere optimalt.
I modsætning til turboladere, der bruger udstødningsgasserne skabt ved forbrænding til at drive kompressoren, trækker superladere deres kraft direkte fra krumtapakslen. De fleste drives af et tilbehørsbælte, der vikles rundt en remskive, der er forbundet til et drivhjul. Drivhjulet drejer på sin side kompressorhjulet. Kompressorens rotor kan komme i forskellige udformninger, men dets opgave er at trække luft ind, skubbe luften ind i et mindre rum og tømme den ud i indsugningsmanifolden.
Foto høflighed Muscle Mustang
ProCharger D1SC centrifugal supercharger
For at give luft under tryk skal en supercharger rotere hurtigt - hurtigere end selve motoren. Hvis du gør gearet større end kompressorhjulet, får kompressoren til at rotere hurtigere. Superchargers kan dreje med hastigheder så høje som 50.000 til 65.000 rotationer pr. Minut (RPM).
En kompressor, der roterer ved 50.000 omdrejninger pr. Minut, svarer til et løft på omkring seks til ni pund pr. Det er seks til ni ekstra psi over atmosfæretrykket i en bestemt højde. Atmosfærisk tryk ved havoverfladen er 14,7 psi, så et typisk løft fra en supercharger sætter cirka 50 procent mere luft ind i motoren.
Når luften komprimeres, bliver den varmere, hvilket betyder, at den mister dens densitet og ikke kan ekspandere så meget under eksplosionen. Dette betyder, at det ikke kan skabe så meget strøm, når det tændes af tændrøret. For at en supercharger skal fungere med maksimal effektivitet, skal den trykluft, der kommer ud af udtømningsenheden, afkøles, før den kommer ind i indgangsmanifolden. Intercooleren er ansvarlig for denne køleproces. Intercoolers leveres i to grundlæggende design: air-to-air intercoolers og air-to-water intercoolers. Begge fungerer ligesom en radiator, med køligere luft eller vand sendt gennem et system med rør eller rør. Når den varme luft, der kommer ud fra supercharger, møder de køligere rør, køler den også ned. Reduktionen i lufttemperatur øger lufttætheden, hvilket giver en tættere ladning, der kommer ind i forbrændingskammeret.
Dernæst skal vi se på de forskellige typer superchargers.
 Foto høflighed Shopper Eaton supercharger, en modificeret Roots supercharger. |
Der er tre typer af forladere: rødder, tvillingskrue og centrifugal. Den største forskel er, hvordan de flytter luft til motorens indgangsmanifold. Roots og dobbelt-skrue-forladere bruger forskellige typer mesh-fliser, og en centrifugal-forlader bruger et skovlhjul, som trækker luft ind. Selvom alle disse design giver et løft, er de meget forskellige i deres effektivitet. Hver type supercharger fås i forskellige størrelser, afhængigt af om du bare vil give din bil et løft eller konkurrere i et løb.
Roots supercharger er det ældste design. Philander og Francis Roots patenterede designet i 1860 som en maskine, der ville hjælpe med at ventilere mineaksler. I 1900 inkluderede Gottleib Daimler en Roots supercharger i en bilmotor.
 Roots supercharger |
Når de indgrebende lober drejer sig, føres luft, der er fanget i lommerne mellem lobene, mellem fyldesiden og udløbssiden. Store mængder luft bevæger sig ind i indsugningsmanifolden og "stables op" for at skabe positivt pres. Af denne grund er rodprofladere virkelig ikke andet end luftblæsere, og udtrykket "blæser" bruges stadig ofte til at beskrive alle superchargers.
 Foto høflighed Sport Truck En 40-tals Ford pickup med en Roots supercharger. |
Roots superchargers er normalt store og sidder på toppen af motoren. De er populære i muskelbiler og hot rods, fordi de stikker ud af hætten på bilen. De er imidlertid den mindst effektive supercharger af to grunde: De tilføjer køretøjet mere vægt og flytter luft i diskrete bursts i stedet for i en jævn og kontinuerlig strøm.
 Foto høflighed Superchargers online Twin-skrue supercharger |
En dobbeltskruet supercharger fungerer ved at trække luft gennem et par indgrebende lobber, der ligner et sæt ormhjul. Ligesom Roots-forladeren er luften inde i en dobbelt-skrue-forlader fanget i lommer skabt af rotorloberne. Men en dobbelt-skrue-forlader komprimerer luften inde i rotorhuset. Det skyldes, at rotorerne har en konisk konisk kon, hvilket betyder, at luftlommerne aftager i størrelse, når luften bevæger sig fra fylde til udløbssiden. Når luftlommerne krymper, presses luften ned i et mindre rum.
 Twin-skrue supercharger |
Dette gør dobbeltskrue-forladere mere effektive, men de koster mere, fordi skruetrotorerne kræver mere præcision i fremstillingsprocessen. Nogle typer dobbeltskrue-forladere sidder over motoren som Roots-forladeren. De laver også meget støj. Den komprimerede luft, der kommer ud af afgangsudløbet, skaber en hvin eller fløjte, der skal dæmpes med støjdæmpningsteknikker.
 Foto høflighed Muscle Mustang ProCharger D1SC centrifugal supercharger |
En centrifugal supercharger giver et impeller - en enhed der ligner en rotor - ved meget høje hastigheder for hurtigt at trække luft ind i et lille kompressorhus. Impellerhastigheder kan nå 50.000 til 60.000 o / min. Når luften trækkes ind ved hjulet på løbehjulet, får centrifugalkraften den til at stråle udad. Luften forlader løbehjulet ved høj hastighed, men lavt tryk. En diffusor - et sæt stationære skovle, der omgiver pumpehjulet - konverterer højhastigheds-, lavtryksluft til lavhastigheds-, højtryksluft. Luftmolekyler bremser, når de rammer skovlene, hvilket reducerer luftstrømmenes hastighed og øger trykket.
 Centrifugal supercharger |
Centrifugale superladere er de mest effektive og de mest almindelige af alle tvungne induktionssystemer. De er små, lette og fastgøres foran på motoren i stedet for på toppen. De gør også en markant hvin, når motoren trækker op - en kvalitet, der kan vende hoveder ud på gaden.
 |  |
Både Monte Carlo og Mini-Cooper S fås med superchargers.
Enhver af disse superchargers kan føjes til et køretøj som en forbedring efter markedet. Flere virksomheder tilbyder kits, der leveres med alle de dele, der er nødvendige for at installere en supercharger som et gør-det-selv-projekt. I en verden af sjove biler og brændstof-racere er sådan tilpasning en integreret del af sporten. Flere bilproducenter inkluderer også superchargers i deres produktionsmodeller.
Derefter lærer vi om fordelene ved at supercharge din bil.
Den største fordel ved at have en supercharger er den øgede hestekræft. Sæt en supercharger på en ellers normal bil eller lastbil, og den vil opføre sig som et køretøj med en større, mere kraftfuld motor.
Men hvad hvis nogen forsøger at beslutte mellem en supercharger og en turbocharger? Dette spørgsmål diskuteres varmt af bilingeniører og bilentusiaster, men generelt giver superladere et par fordele frem for turboladere.
Superchargers lider ikke af forsinkelse - et udtryk, der bruges til at beskrive, hvor lang tid der går mellem føreren, som trykker gaspedalen og motorens respons. Turboladere lider af forsinkelse, fordi det tager et par øjeblikke, før udstødningsgasserne når en hastighed, der er tilstrækkelig til at drive pumpehjulet / turbinen. Superchargers har ingen forsinket tid, fordi de drives direkte af krumtapakslen. Visse superchargers er mere effektive ved lavere omdrejninger pr. Minut, mens andre er mere effektive ved højere omdrejninger pr. Minut. Roots og dobbeltskrue-forladere giver for eksempel mere kraft ved lavere omdrejningstal. Centrifugale superladere, der bliver mere effektive, når pumpehjulet drejer hurtigere, giver mere kraft ved højere omdrejningstider.
Installation af en turbolader kræver omfattende ændring af udstødningssystemet, men superchargers kan boltes på toppen eller siden af motoren. Det gør dem billigere at installere og lettere at servicere og vedligeholde.
Den grundlæggende opsætning for et fly med en centrifugal supercharger eller kompressor.
Endelig kræves ingen særlig nedlukningsprocedure med superladere. Da de ikke er smurt med motorolie, kan de lukkes normalt. Turboladere skal gå i tomgang i cirka 30 sekunder før nedlukning, så smøreolien har en chance for at køle ned. Når det er sagt, er en god opvarmning vigtig for superladere, da de fungerer mest effektivt ved normale driftstemperaturer.
Superchargers er almindelige tilføjelser til forbrændingsmotorer i fly. Dette giver mening, når du tænker på, at fly tilbringer det meste af deres tid i store højder, hvor der er betydeligt mindre ilt til forbrænding. Med introduktionen af superchargers kunne fly flyve højere uden at miste motorens ydelse.
Superchargers, der bruges med flymotorer, fungerer lige som dem, der findes i biler. De trækker deres magt direkte fra motoren og bruger en kompressor til at blæse trykluft ind i forbrændingskammeret. Illustrationen ovenfor viser den grundlæggende opsætning af et supercharged fly.
Vi lærer om nogle ulemper ved superchargers næste.
| Bedst af begge verdener Volkswagen har for nylig frigivet en "Twincharger" -motor på en Golf GT. Twincharger leveres med både en supercharger og en turbocharger. Ved lavt omdrejningstal i motoren sprænger forladeren luft ind i cylindrene for at forbedre drejningsmomentet med lav ende. Ved høj omdrejningstal, når der er produceret udstødningsgasser i tilstrækkelig mængde, starter turboladeren for at øge top-end-ydelsen. GT, som kun er tilgængelig i Europa, rammer 62 miles i timen på 7,9 sekunder. Det kan også nå 136 miles i timen, mens det stadig leverer 39 miles per gallon. |
Den største ulempe ved superchargers er også deres definerende egenskab: Fordi krumtapakslen driver dem, skal de stjæle nogle af motorens hestekræfter. En supercharger kan forbruge så meget som 20 procent af en motors samlede effekt. Men fordi en supercharger kan generere så meget som 46 procent yderligere hestekræfter, synes de fleste, at udvekslingen er det værd.
Superladning lægger en ekstra belastning på motoren, som skal være stærk for at håndtere det ekstra løft og større eksplosioner. De fleste producenter står for dette ved at specificere tunge komponenter, når de designer en motor beregnet til overladet brug. Dette gør køretøjet dyrere. Superchargers koster også mere at vedligeholde, og de fleste producenter antyder gas i høj kvalitet i premium-kvalitet.
På trods af deres ulemper er superladere stadig den mest omkostningseffektive måde at øge hestekræfter på. Superchargers kan resultere i effektstigninger på 50 til 100 procent, hvilket gør dem gode til racing, trækker tunge belastninger eller bare tilføjer spænding til den typiske køreoplevelse.
Hvis du vil lære mere om superladere og relaterede emner, skal du tjekke linkene på næste side.
Relaterede artikler
- Quiz Corner: Engine Quiz
- Sådan fungerer turboladere-
- Sådan fungerer bilmotorer
- Sådan fungerer gasturbinemaskiner
- Sådan fungerer roterende motorer
- Sådan fungerer gear
- Sådan fungerer kraft, magt, drejningsmoment og energi
- Sådan fungerer gaspriser
Flere gode links
- U.S. Centennial Flight Commission
- ProCharger centrifugale superchargers
- Whipple Industries
- Vortech Engineering
Kilder
- "Alt om blæsere: Komprimeringsluftens ins og outs." Muskel Mustangs og Fast Fords.
http://www.musclemustangfastfords.com/tech/0411mm_super/ - Barnes, Dan. "Oversigt over supercharger: Alt hvad du ville vide om superchargers." Sport kompakt bil.
http://www.sportcompactcarweb.com/tech/0107scc_garage/ - Brauer, Karl. "Oplad det!" Edmunds.com.
http://www.edmunds.com/ownership/techcenter/articles/43842/article.html - Ferrari, Brian. "Oversigt: Supercharger vs. turbocharger." AutomotiveArticles.com.
http://www.automotivearticles.com/123/Supercharger_vs_Turbocharger_.shtml - Phenix, Matthew. "Den turbo- og superladede bil." Populær videnskab. Oktober 2005.
- ProCharger centrifugale superchargers
http://www.procharger.com/ - SuperchargersOnline
http://www.superchargersonline.com/index.asp - Wilson, Kevin. "Grundlæggende om supercharger." Sport Truck.
http://www.sporttruck.com/techarticles/1436/ - "Turbos og superladere forklarede," FordvsChevy. 17. oktober 1999.
http://www.fordvschevy.com/tech/tbsc/tbsc.html - U.S. Centennial Flight Commission
http://www.centennialofflight.gov/essay/Dictionary/supercharger/DI115.htm - Vortech Engineering
http://www.vortechsuperchargers.com/ - Whipple Industries
http://www.whipplesuperchargers.com/