A belsőégésű motorok teljesítménynövelésének egyik módja feltöltés. Létezik mechanikus és rezonancia, lengés elven működő feltöltés.
A feltöltést nem csak turbótöltővel lehet megvalósítani. Ez megoldható mechanikus illetve a gázlengések elvén működő töltőkkel is.
A teljesítmény növekedésének magyarázata ugyanaz, mint a turbóknál, csak a feltöltés megvalósítása más, ezért itt csak erről lesz szó. Először a mechanikus feltöltők. A mechanikus feltöltőket nagyon régóta használják. 1923-ban már létezett M 20220c21u ercedes sportkocsi ilyennel. A lényege, hogy a főtengelyről ékszíjjal meghajtunk egy valamilyen elven működű kompresszort és ez sűríti a levegőt.
|
|
A kompresszoroknak sok fajtája van. Az egyik és legelterjedtebb az úgynevezett Roots-fúvó vagy ahogy parasztosan mondjak: piskótalapátos fúvó. Ez nagyon találó, mert két piskóta alakú lapát forog benne valahogy úgy mintha ez egy kétfogú fogaskerék lenne. A Roots-fúvó kb. úgy működik, mint egy fogaskerék-szivattyú, csak más geometriával és levegőt szállít. Ez nagyon elterjedt. Létezik 2 és 3 lapátos változatban is.
|
|
|
|
|
A többiről csak felsorolásszerűen. Klasszikusnak mondható a csavar-töltő:
|
|
Létezik egy un. szárnylapátos töltő, amely a nevéhez híven egy excenterből álló forgó agyból áll, amin szárnylapátok vannak. Így nem csak hajtja a levegőt, de sűríti is.
|
|
A következő a Ro-töltő ami szinten egy speciális geomtriájú lapátos töltő. Talán sokak szamara ismerős a G-töltő a VW-kból. Ezt úgy kell elképzelni metszetben, mint egy csigaházat amibe egy hajlított lemez van és ez a lemez egy excenteres agy révén ide-oda mozog a csigaház belső illetve külső fala között kicsit kígyózó mozgással és így pumpálja a levegőt.
|
|
|
A mechanikus feltöltők elég nagy teljesítményigényűek, ezért csak komoly motorokba érdemes építeni. Ez azt jelenti, hogy ha egy standard motor kb. 150 Le-s, és felszereljük mechanikus feltöltővel akkor kb. 250 Le-s lesz, de feltöltő ebből elvihet akar 15-25 Le-t is. Ez azért nem semmi, így jól meg kell gondolni. Persze azért megéri, de szinte biztosan jelentős fogyasztásnövekedést okoz míg a turbók nem feltétlenül. Pont emiatt sok típusban kapcsolható a mechanikus feltöltő meghajtása. A mechanikus feltöltő alapvetően önszabályzó, hiszen adott fordulatnál adott mértékben tölt, de a mai modern motorok érzékenysége miatt itt is alkalmazzák a turbóknál szokásos lefúvó szelepeket, bar itt a sűrített levegőből engednek egy keveset vissza a töltő elé. Azért a töltő elé, mert így csökkenthetőek a veszteségek. Sok típusnál a feltöltő túltöltését olyan hidraulikus vagy elektromos kuplunggal oldjak meg, hogy mivel minél nagyobb a töltési fok, annál nagyobb teljesítményt kell átvinnie ennek a kuplungnak, de ez egy beállított értéknél megcsúszik és így több teljesítményt már nem tud átvinni és így nem nő a töltési fok sem. Ez persze plusz veszteségekkel jár. A mechanikus feltöltő működése általában zajos, nagyon "sir". Ez persze leszigetelhető, de akkor viszont hűtési problémák lesznek. A beépítés sem egyszerű, mert ékszíjhajtásról leven szó ezt is meg kell oldani, míg azt sem szabad elfelejteni, hogy kb. 2-4-szer akkora méretű, mint egy hasonló teljesítményű turbó. Ezek a negatív tulajdonságai okozzak, hogy nem terjedt el igazan, és csak nagy méretű, nagy teljesítményű motoroknál alkalmazzak. Azért ami mellette szól az az, hogy egyrészt kuriózum, másrészt nem melegszik fel úgy mint egy turbó és így a hűtése sem olyan problémás illetve nincsenek benne olyan nagy fordulattat forgó alkatrészek és így az ezzel járó komoly kenési és megmunkálási problémák sem jelentkeznek. A mai szerkezeti anyagokkal és megmunkálási technológiákkal már ezek nem problémák, így valószínűleg már csak néhány kuriózum típusban lehet majd találni ilyet (Pl.: Mercedes 220 SLK,SEC kompresszor). Persze a Dragsterek orrán azért majd később is megtalálható lesz az a jellegzetes ovális krómcsoda, amit ékszíj hajt és ez egy Roots-fuvo.
Térjünk át a gázlengéseken alapuló feltöltőkre Ezek két nagy csoportba oszthatóak. Az egyik a lengőcsöves, a másik pedig a rezonancia(kamrás)- feltöltők. A működésük lényege ugyanaz, csak más módon oldják meg. A motorok szívócsövében nem egyenletesen áramlik a gáz, mert a szelep hol nyitva van hol nincs. Emiatt a csőben kialakul egy adott frekvenciájú gázlengés. Ez nem azt jelenti, hogy a gáz ide-oda szaladgál, csak a nyomáshullám szaladgál. Ez egy un. longitudinális hullám. Ez olyan mint amikor egy hosszú rugót kifeszítünk és az egyik végén megütjük akkor a lökés végigszalad rajta, sőt vissza is fordulhat. Tehát egy sűrűsödés-ritkulás szalad végig a szívócsőben levő gazban. Tekintsük úgy, hogy számunkra ebből a sűrűsödés érdekes csak. A feltöltés akkor következik be, ha ez a sűrűsödés pont akkor ér a szelephez, amikor az nyitva van és így szinte bevágódik rajta a gáz.
|
|
|
Ha nem pont akkor ér oda, akkor nem tolja be a nyomáshullám a gázt a hengertérbe és így rosszabb lesz a töltési fok. Azt, hogy a feltöltés bekövetkezzen a szívócső hosszát és szélességét úgy kell megválasztani, hogy a lengés pont megfelelő frekvenciájú legyen. Ez számítható dolog, csak néhány differenciál-egyenletet kell megoldani. Tehát, ha ez jól van beállítva, akkor már egy viszonylag szűk fordulatszám-tartományban már megfelelő a feltöltés. Ezt a számítást ma mar minden újonnan tervezett motoron elvégzik és így egy fordulatszám-tartományban mindig ideális a gázlengés. A komoly lengés-elvű feltöltős motorokban mar tudjak változtatni vagy a cső hosszát, vagy a szélességét. A lengőcsöves feltöltésnél általában a cső hosszát állítják vagy két állásban vagy nagyon extrém esetben fokozatmentesen. A két fokozatú úgy működik, hogy alacsony fordulaton egy hosszú szívócsőben jön a gáz, míg magas fordulaton egy sokkal rövidebben. Így mar két viszonylag szeles fordulatszám-tartományban kielégítően jó a töltés. A fokozatmentes hosszállítás nagyon bonyolult és számítógépes vezérlést igényel ezért csak versenymotorokon használják. (Sok verseny-motorcsónakon ilyen van).
Vissza
|
