Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων του «Υπερπλήρωση»

4.691 bytes προστέθηκαν ,  πριν από 7 έτη
καμία σύνοψη επεξεργασίας
Ετικέτα: gettingstarted edit
Ετικέτα: gettingstarted edit
{{Πηγές|14|03|2010}}Η '''υπερπλήρωση''' ([[Αγγλικά|αγγλ]]. supercharging) ή εξαναγκασμένη αναπνοή (forced induction, σε αντιπαραβολή με τον όρο φυσική αναπνοή που χρησιμοποιείται για μηχανές εσωτερικής καύσης χωρίς υπερπλήρωση) είναι η εισαγωγή συμπιεσμένου αέρα στους κυλίνδρους του κινητήρα με σκοπό την αύξηση της ισχύος και της αποδοτικότητάς του, μέσω της αύξησης της πυκνότητας του εισαγώμενουεισαγόμενου αέρα.
 
== Εισαγωγή ==
Τα συστήματα που χρησιμοποιούνται για υπερπλήρωση είναι:
 
* Οι υπερπληρωτές δυναμικής ροής (dynamic flow)
* Οι μηχανικοί υπερπληρωτές θετικής εκτόπισης (positive displacement)
 
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.
 
== Ιστορία ==
 
Ένα από τα πρώτα, αν όχι το πρώτο, δίπλωμα ευρεσιτεχνίας σχετικής με την υπερπλήρωση, ανήκει στους αδελφούς Philander και Francis Marion Roots της εταιρίας Roots Blower Company (με έδρα το Connersville στην πολιτεία της Indiana των Η.Π.Α.), οι οποίοι σχεδίασαν μία αντλία αέρα για χρήση σε υψικάμινους το 1860.
 
Ο πρώτος πλήρως λειτουργικός υπερπληρωτής σχεδιάστηκε από τον Dugald Clerk, ο οποίος τον χρησιμοποίησε στην πρώτη δίχρονη μηχανή εσωτερικής καύσης το 1878. Ο Gottlieb Daimler κατοχύρωσε με τη σειρά του Γερμανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την υπερπλήρωση κινητήρων εσωτερικής καύσης το 1885, ενώ ο Louis Renault σχεδίασε ένα φυγοκεντρικό υπερπληρωτή, τον οποίο και πατεντάρισε στη Γαλλία το 1902. Ένα από τα πρώτα υπερπληρούμενα αγωνιστικά αυτοκίνητα κατασκευάστηκε από τον Lee Chadwick στο Pottstown της Pennsylvania των Η.Π.Α. το 1908. Το αυτοκίνητο φέρεται να επιτύγχανε ταχύτητες της τάξης των 160χλμ/ώρα.
Τα πρώτα αυτοκίνητα μαζικής παραγωγής με υπερπλήρωση υπήρξαν τα Mercedes 6/25/40 hp και Mercedes 10/40/65 hp. Και τα δύο μοντέλα εισήλθαν στην αγορά το 1921 και είχαν υπερπληρωτές τύπου Roots. Απέκτησαν δε την ονομασία "Kompressor" (από το Γερμανικό όρο για το συμπιεστή), η οποία είναι μέχρι τις μέρες μας σε χρήση από τη Mercedes-Benz για μοντέλα της που εφαρμόζουν μηχανική υπερπλήρωση.
Στις 24 Μαρτίου του 1878, ο Heinrich Krigar από τη Γερμανία κατοχύρωσε την πατέντα #4121 για τον πρώτο κοχλιωτό συμπιεστή, ενώ αργότερα το ίδιο έτος (στις 16 Αυγούστου) έλαβε και την πατέντα #7116 μετά από μετατροπές για τη βελτίωση της αρχικής του σχεδίασης. Τα σχέδιά του δείχνουν συναρμολόγηση με ρότορα διπλού λοβού με τους δύο κοχλίες να έχουν περίπου το ίδιο σχήμα.
 
Σχεδόν μισό αιώνα αργότερα, το 1935, ο Alf Lysholm, εργαζόμενος της Σουηδικής εταιρίας Ljungstroms Angturbin AB (αργότερα γνωστής ως Svenska Rotor Maskiner AB και SRM από το 1951), κατοχύρωσε ευρεσιτεχνία υπερπλήρωσης με πέντε θηλυκούς και τέσσερις αρσενικούς ρότορες, καθώς επίσης και τη μέθοδο κατεργασίας του ρότορα αυτού του τύπου.
 
==Τύποι Υπερπληρωτών==
 
Η ακόλουθη κατηγοριοποίηση αναφέρεται στον τρόπο μετάδοσης του αερίου. Άλλες μορφές κατηγοριοποίησης, π.χ. με βάση τον τύπο μεταφοράς ισχύος, είναι επίσης δυνατές (μηχανικοί υπερπληρωτές και στροβιλοϋπερπληρωτές), ωστόσο η μορφή που παρουσιάζεται εδώ είναι η πλέον εποπτική των σύγχρονων τύπων υπερπλήρωσης. Οι υπερπληρωτές δυναμικής ροής δεν μπορούν να επιτύχουν αύξηση της πίεσης σε χαμηλές στροφές, σε αντίθεση με τους υπερπληρωτές θετικής εκτόπισης, οι οποίοι αποδίδουν μια σχεδόν ανεξάρτητη των στροφών του κινητήρα αύξηση πίεσης.
===Δυναμικής Ροής===
 
===Υπερπληρωτές Δυναμικής Ροής===
 
Οι υπερπληρωτές δυναμικής ροής έχουν ως αρχή λειτουργίας την επιτάχυνση του ρευστού σε υψηλές ταχύτητες και την επακόλουθη ανάκτηση πίεσης μέσω ενός διαχύτη.
 
====Στροβιλοπληρωτές καυσαερίων====
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 Θετικής Εκτόπισης===
 
Οι υπερπληρωτές θετικής εκτόπισης αποδίδουν ένα σχεδόν σταθερό ανα περιστροφή όγκο αέρα, ανεξάρτητα των στροφών του κινητήρα.
Γνωστοί και ως συμπιεστές θετικής εκτόπισης (positive displacement).
 
ΕίναιΣυνηθέστερα, συμπιεστέςοι αέραυπερπληρωτές πουαυτού γιατου τηντύπου παραλαβήείναι τηςμηχανικά απαραίτητηςσυνδεδεμένοι γιαμε τητον λειτουργίαστροφαλοφόρο τουςάξονα ισχύος, συνδέονται μηχανικά με τοντου κινητήρα, συνήθωςγι'αυτό μεκαι τον στροφαλοφόρο άξονα. Στιςστις χαμηλές στροφές, όπου η ενθαλπία των καυσαερίων παραμένει σε χαμηλά επίπεδα, πλεονεκτούν έναντι των υπερπληρωτών δυναμικής ροής, μιας και ηειδικά ενέργειατων κίνησης είναι άμεσα διαθέσιμη μέσω του στροφαλοφόρου άξοναστροβιλοπληρωτών. ΦυσικάΑντίθετα, σετελευταίαοι αντίθεση με τους στροβιλοπληρωτές, οι οποίοι χρησιμοποιούνεκμεταλλεύονται ενέργεια που ούτως ή άλλως θα αποδιδόταν αχρησιμοποίητη στο περιβάλλον υπό μορφή θερμών καυσαεριών, βελτιώνοντας έτσι τον ολικό βαθμό απόδοσης του συστήματος, ενώ η ενέργεια που απαιτείται για τη λειτουργία των μηχανικών υπερπληρωτών 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