Двигатель 3,0 л V6 245кВт TSI с приводным нагнетателем в Touareg Hybrid - страница 5

Двигатель 3,0 л V6 245кВт TSI с приводным нагнетателем в Touareg Hybrid - страница 5

background image

13

Система впуска/наддува

S452_028

блок наддува

воздушный
фильтр

интеркулер

резонатор Гельмгольца

Одной из важных задач при разработке двигателя было обеспечение минимального шумообразования
нагнетателя и в целом впускного тракта двигателя. Так, например, между воздушным фильтром и нагнетателем
установлен резонатор. Этот резонатор называется по имени своего изобретателя резонатор Гельмгольца.
Задача резонатора Гельмгольца заключается в том, чтобы преобразовывать энергию звуковых колебаний
в другие формы энергии, например, в энергию движения воздуха.

Система впуска/наддува

Центральной частью системы подачи воздуха в цилиндры двигателя является установленный в развале
цилиндров блок нагнетателя. Внутри него расположены роторы нагнетателя, интеркулеры и другие
компоненты.

роторы компрессора

background image

14

Система впуска/наддува

S452_008

ротор 2

ротор 1

вход воздушного

потока

выход воздуха

Нагнетатель братьев Рутс

Первые нагнетатели системы Рутс
оснащались двухлопастными роторами,
которые обеспечивали только подачу
воздуха, без его сжатия.

Линия входа@выхода воздуха была
перпендикулярна осям роторов.

Сегодня роторные нагнетатели оснащаются
преимущественно трёхлопастными
спиральными роторами. Линия впуска@
выпуска в них параллельна осям роторов,
при этом обеспечивается одновременно
подача и сжатие воздуха.

Основы устройства приводных нагнетателей

Установленный в двигателе нагнетатель является по своей принципиальной схеме роторным нагнетателем.
Иногда его также называют нагнетателем Рутса, по имени братьев Филандера и Фрэнсиса Рутс, которые
запатентовали конструкцию такого нагнетателя в 1860 году. Роторный нагнетатель состоит из камеры,
в которой установлены два вала с роторами, связанные между собой за пределами камеры зубчатой парой,
так что они вращаются синхронно, с одинаковой частотой, но в противоположные стороны.

Такие нагнетатели не имеют никаких внутренних уплотнений, поэтому при их конструировании исключительно
важно обеспечить минимальные зазоры между самими роторами и между роторами и стенками камеры.
Сложность: при этом соприкосновение этих деталей и трение между ними должно, по возможности,
отсутствовать.
Принцип работы нагнетателя заключается в том, что при вращении роторов воздух на входе
(сторона всасывания) захватывается роторами и подаётся ими к выходу (сторона давления).

S452_065

background image

15

Преимущества и недостатки механических
нагнетателей

Нагнетатель в разрезе

S452_007

Ниже представлены достоинства и недостатки использования в системе наддува механического нагнетателя.

Преимущества

Недостатки

при необходимости давление наддува создаётся немедленно

давление наддува создается постоянно и повышается с ростом
оборотов.

получаемый наддувочный воздух не требует такого
интенсивного охлаждения.

долгий срок службы, незначительный объём обслуживания

компактность конструкции (может быть удобно расположен
в развале цилиндров вместо впускного коллектора)

быстрый, динамичный рост крутящего момента; более ранее
достижение максимального крутящего момента, отсюда
хорошие характеристики при трогании/разгоне

очень короткий путь наддувочного воздуха из нагнетателя
в цилиндры, в результате незначительный объём наддувочного
тракта, способствующий быстрому увеличению давления
воздуха и спонтанной реакции двигателя на газ

лучшие условия для работы системы выпуска ОГ;
причина: катализатор быстрее достигает своей рабочей
температуры. В двигателе с турбонагнетателем часть тепловой
энергии ОГ расходуется на привод турбонагнетателя.

очень сложен и затратен
в производстве вследствие
минимальных допусков (роторов
к стенкам и роторов между собой)

чувствителен к проникновению
посторонних объектов в контур
чистого воздуха

сравнительно большая масса

большие затраты на
шумоподавление

на привод механического
нагнетателя расходуется часть
мощности двигателя.

background image

16

Система впуска/наддува

шкив

корпус привода

гаситель колебаний (SSI)

приводной вал
с подшипниковой опорой

крышка

передний подшипник
ротора

синхронизирующие
шестерни

роторы нагнетателя

Устройство

Блок наддува полностью расположен в развале
между рядами цилиндров двигателя. Это позволило
обеспечить меньшую высоту двигателя и соблюсти
требования, связанные с защитой пешеходов.
Общая масса блока составляет 18 кг
(незаполненного охлаждающей жидкостью).

Блок наддува

В блоке наддува Volkswagen четырёхлопастные спиральные роторы. Каждая из лопастей обоих роторов
закручивается по длине ротора на 160°. Этим обеспечивается непрерывная подача воздуха с минимальной
пульсацией давления.

Рассказать друзьям

Страницы