Υπερπλήρωση: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

1.007 bytes προστέθηκαν ,  πριν από 8 έτη
Ετικέτα: gettingstarted edit
Ετικέτα: gettingstarted edit
Η υπερπλήρωση, αν και αρχικά αναπτύχθηκε κυρίως για χρήση σε μηχανές εσωτερικής καύσης αεροπορικών εφαρμογών, λόγω του προβλήματος της χαμηλής πυκνότητας του αέρα σε υψηλά υψόμετρα που περιόριζε το φάκελο πτήσης, χρησιμοποιείται σήμερα σχεδόν σε όλα τα είδη οχημάτων (αεροπορικές και ναυτικές εφαρμογές, αυτοκινητοβιομηχανία ελαφρών και βαρέων οχημάτων) και κύκλους λειτουργίας (Diesel, Otto αλλά και πιο πρόσφατα Miller/Atkinson), ενώ έχουν αναπτυχθεί και για εφαρμογές κυψελών καυσίμου.
 
== Τύποι Υπερπληρωτών ==
 
===Δυναμικής Ροής===
===Στροβιλοπληρωτές καυσαερίων===
 
====Στροβιλοπληρωτές καυσαερίων====
Ο στροβιλοπληρωτής καυσαερίου αποτελείται από έναν [[αεριοστρόβιλο]] τοποθετημένο στον αγωγό εξαγωγής καυσαερίων, και έναν [[αεροσυμπιεστή]] τοποθετημένο στην εισαγωγή του κινητήρα. Ο αεριοστρόβιλος κινείται εκμεταλλευόμενος την ενέργεια των καυσαερίων και παράγει ισχύ με την οποία θέτει σε λειτουργία τον αεροσυμπιεστή, με τον οποίο και είναι συνδεδεμένος μηχανικά, μέσω ενός άξονα. Ο αεροσυμπιεστής, με τη σειρά του, εκτελεί τη συμπίεση του αέρα, ο οποίος και διοχετεύεται στους κυλίνδρους στη νέα, άνω της ατμοσφαιρικής πίεση, επιτυγχάνοντας την υπερπλήρωση. Βασικά μειονεκτήματα της χρήσης του στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων είναι:
 
Ο στροβιλοπληρωτής καυσαερίου αποτελείται από έναν [[αεριοστρόβιλο]] τοποθετημένο στον αγωγό εξαγωγής καυσαερίων, και έναν [[αεροσυμπιεστή]] τοποθετημένο στην εισαγωγή του κινητήρα. Ο αεριοστρόβιλος κινείται εκμεταλλευόμενος την ενέργεια των καυσαερίων και παράγει ισχύ με την οποία θέτει σε λειτουργία τον αεροσυμπιεστή, με τον οποίο και είναι συνδεδεμένος μηχανικά, μέσω ενός άξονα. Ο αεροσυμπιεστής, με τη σειρά του, εκτελεί τη συμπίεση του αέρα, ο οποίος και διοχετεύεται στους κυλίνδρους στη νέα, άνω της ατμοσφαιρικής πίεση, επιτυγχάνοντας έτσι την υπερπλήρωση. ΒασικάΟ μειονεκτήματαστροβιλοπληρωτής, ανάλογα με τις απαιτήσεις της χρήσηςεκάστοτε τουεφαρμογής, στροβιλοσυμπιεστήμπορεί καυσαερίωννα είναι: τόσο αξονικής, όσο και φυγοκεντρικής (ακτινικής) ή μικτής ροής.
 
Βασικά μειονεκτήματα της χρήσης του στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων είναι:
 
* H κακή χρονική απόκριση στις αλλαγές του φορτίου (φαινόμενο "υστέρησης" γνωστό και ως turbo lag), λόγω του χαμηλού ενθαλπικού περιεχομένου των καυσαερίων σε συνθήκες χαμηλού φορτίου ή/και χαμηλών στροφών, σε σχέση πάντα με έναν αντίστοιχο κινητήρα φυσικής αναπνοής (αγγλ. naturally aspirated).
 
Η αύξηση της πίεσης του αέρα εισαγωγής οδηγεί αναπόφευκτα και στην αύξηση της θερμοκρασίας (καταστατική εξίσωση), η οποία δρα στην κατεύθυνση μείωσης της πυκνότητας του αέρα και σε συνθήκες υψηλού φορτίου και στροφών ενδέχεται να βρίσκεται σε επίπεδα αρκετά υψηλά ώστε να θέτει σε κίνδυνο τα πιο συμβατικά υλικά τα οποία χρησιμοποιούνται στην εισαγωγή (σε σύγκριση πάντα με αυτά της εξαγωγής), αλλά και να μειώνει το βαθμό απόδοσης της καύσης εντός των κιλύνδρων. Στους κινητήρες Otto χωρίς τεχνολογία άμεσης έγχυσης καυσίμου, η αύξηση της θερμοκρασίας εισαγωγής ευνοεί το κτύπημα (αγγλ. knocking ή preignition) του κινητήρα, την αυτανάφλεξη δηλαδή του μίγαμτος αέρα-καυσίμου (η οποία οδηγεί σε φθορά των κυλίνδρων και μείωση της απόδοσης της μηχανής). Για το λόγο αυτό, η άμεση έγχυση καυσίμου θεωρείται στους βενζινοκινητήρες τεχνολογία-καταλύτης (enabling technology) για την επιτυχή εγκατάσταση συστήματος υπερπλήρωσης.
 
====Υπερπληρωτές Κύματος Πίεσης====
 
Στην αγγλική ορολογία γνωστοί ως Pressure Wave Superchargers. Τα πλέον διαδεδομένα συστήματα αυτού του τύπου είναι τα Comprex και Hyprex, τα οποία αναπτύχθηκαν από την Ελβετικές εταιρίες Brown Bovery & Cie και Wenko AG αντίστοιχα.
 
===Μηχανικοί Υπερπληρωτές===
 
Γνωστοί και ως συμπιεστές θετικής εκτόπισης (positive displacement). Γενικά, κατηγοριοποιούνται σε:
Είναι συμπιεστές αέρα που, για την παραλαβή της απαραίτητης για τη λειτουργία τους ισχύος, συνδέονται μηχανικά με τον κινητήρα, συνήθως με τον στροφαλοφόρο άξονα. Στις χαμηλές στροφές, όπου η ενθαλπία των καυσαερίων παραμένει σε χαμηλά επίπεδα, πλεονεκτούν έναντι των στροβιλοπληρωτών, μιας και η ενέργεια κίνησης είναι άμεσα διαθέσιμη μέσω του στροφαλοφόρου άξονα. Φυσικά, σε αντίθεση με τον στροβιλοπληρωτή ο οποίος χρησιμοποιεί ενέργεια που ούτως ή άλλως θα αποδιδόταν αχρησιμοποίητη στο περιβάλλον υπό μορφή θερμών καυσαεριών, βελτιώνοντας έτσι τον ολικό βαθμό απόδοσης του συστήματος, η ενέργεια που απαιτείται για τη λειτουργία του μηχανικού υπερπληρωτή ουσιαστικά προέρχεται άμεσα από το καύσιμο.
 
# Παλινδρομικούς
# Περιστρεφόμενους
 
Είναι συμπιεστές αέρα που, για την παραλαβή της απαραίτητης για τη λειτουργία τους ισχύος, συνδέονται μηχανικά με τον κινητήρα, συνήθως με τον στροφαλοφόρο άξονα. Στις χαμηλές στροφές, όπου η ενθαλπία των καυσαερίων παραμένει σε χαμηλά επίπεδα, πλεονεκτούν έναντι των στροβιλοπληρωτώνυπερπληρωτών δυναμικής ροής, μιας και η ενέργεια κίνησης είναι άμεσα διαθέσιμη μέσω του στροφαλοφόρου άξονα. Φυσικά, σε αντίθεση με τοντους στροβιλοπληρωτήστροβιλοπληρωτές, οοι οποίοςοποίοι χρησιμοποιείχρησιμοποιούν ενέργεια που ούτως ή άλλως θα αποδιδόταν αχρησιμοποίητη στο περιβάλλον υπό μορφή θερμών καυσαεριών, βελτιώνοντας έτσι τον ολικό βαθμό απόδοσης του συστήματος, η ενέργεια που απαιτείται για τη λειτουργία τουτων μηχανικούμηχανικών υπερπληρωτήυπερπληρωτών ουσιαστικά προέρχεται άμεσα από το καύσιμο.
 
Όπως προαναφέρθηκε, σε περίπτωση συνδυασμού των δύο συστημάτων, λειτουργεί πρώτα ο μηχανικός συμπιεστής στις χαμηλές στροφές, έως ότου τα καυσαέρια αποκτήσουν την απαιτούμενη ενέργεια, οπότε και εκκινεί τη λειτουργία του ο στροβιλοσυμπιεστής. Το σύστημα είναι σχετικά πολύπλοκο και κοστοβόρο .
 
 
38

επεξεργασίες