Механический наддув двигателя своими руками: установка компрессора
Как известно, мощность любого атмосферного двигателя сильно зависит от рабочего объема, а также является в достаточной степени ограниченной физическим рабочим объемом ДВС. Если просто, атмосферный мотор «затягивает» наружный воздух благодаря разрежению, которое возникает в результате движения поршней в цилиндрах.
При этом от количества поступающего воздуха напрямую зависит и количество топлива, которое можно в дальнейшем эффективно сжечь. Другими словами, чтобы сделать атмосферный двигатель мощнее, необходимо увеличивать рабочий объем цилиндров, наращивать количество цилиндров или комбинировать то и другое.
Среди нагнетателей воздуха следует выделить турбонаддув и механический компрессор. Каждое из решений имеет как свои плюсы, так и минусы, при этом установить механический нагнетатель воздуха своими руками на практике вполне может оказаться несколько проще, чем грамотно выполнить работы по установке турбонаддува. Далее мы поговорим о том, можно ли поставить компрессор на двигатель своими руками и что нужно учитывать в рамках такой инсталляции.
Наддув двигателя механический: что нужно знать
Начнем с того, что установка любого типа нагнетателя (механический или турбонаддув) возможна как на инжекторном, так и на карбюраторном двигателе. В обоих случаях предполагается ряд доработок силового агрегата, однако установить турбину на двигатель несколько сложнее и дороже по сравнению с компрессором.
Становится понятно, что механический нагнетатель является более доступным способом повышения мощности двигателя, такое решение проще установить на мотор, причем работы можно выполнить даже самостоятельно. При этом общий принцип действия нагнетателя достаточно прост.
Устройство фактически можно сравнить с навесным оборудованием (генератор, насос ГУР или компрессор кондиционера), то есть агрегат приводится от двигателя. В результате работы механического компрессора воздух сжимается и поступает в цилиндры под давлением.
Это позволяет лучше продувать (вентилировать) цилиндры от остатков отработавших газов, в значительной степени улучшается наполнение цилиндра, количество воздуха в камере сгорания повышается, что делает возможным сжечь больше топлива и увеличить мощность двигателя.
Также компрессор имеет прямую зависимость от оборотов мотора. Чем сильнее раскручен двигатель, тем больше воздуха подается в камеры сгорания и, соответственно, увеличивается мощность. При этом нет ярко выраженного эффекта турбоямы (турболаг), который встречается на моторах с турбонаддувом. Турбояма проявляется в виде провала на низких оборотах, когда энергии выхлопа еще недостаточно для раскручивания турбины и создания необходимого давления для эффективной подачи воздуха в цилиндры.
Другими словами, все работы выполняются комплексно, что в дальнейшем позволяет форсированному силовому агрегату успешно и стабильно работать без значительного сокращения его моторесурса. Теперь давайте рассмотрим некоторые особенности такой установки.
Установка механического комперссора на двигатель: тонкости и нюансы
Начнем с того, что главной задачей является подбор механического нагнетателя, который будет соответствовать ряду требований (вес, габариты, производительность, режимы работы, особенности смазки, исполнение привода и т.д.).
Для этих целей можно приобрести компрессор от какого-либо автомобиля или же заказать готовый тюнинг-комплект для форсирования двигателя. Также отмечены случаи, когда нагнетатель изготавливался самостоятельно, однако такие самодельные решения достаточно редки, особенно на территории СНГ.
Единственным минусом можно считать относительно высокую цену проверенных предложений на рынке, тогда как более доступные по цене наборы могут иметь сомнительное качество и быстро выйти из строя.
Также не следует забывать о том, что большая мощность достигается за счет сжигания большего количества топлива. Закономерно, что выделение тепла в этом случае также сильно увеличивается, а мотор потребует более интенсивного охлаждения.
Что в итоге
Сразу отметим, что установка нагнетателя воздуха вполне возможна своими руками, особенно если речь идет об использовании готового набора под конкретный двигатель. Также с учетом вышесказанного становится понятно, что хотя увеличение мощности двигателя при помощи механического компрессора вполне можно реализовать, при этом ошибочно полагать, что достаточно будет только поставить компрессор, после чего двигатель сразу станет намного мощнее.
На самом деле, для получения ярко выраженного эффекта силовой агрегат нужно дорабатывать, причем во многих случаях достаточно серьезно (производится расточка блока для увеличения рабочего объема, затем также увеличивается ход поршня путем замены коленвала, самих поршней и шатунов, меняются клапана, распредвалы и т.д.).
Единственное, если давление наддува не выше 0.5 бара, штатную систему питания на многих авто можно не модернизировать. Также двигатель в этом случае может и вовсе не нуждаться в глубоком тюнинге. Ресурс «неподготовленного» мотора, само собой, после установки механического компрессора сократится, однако если давление наддува не будет высоким, такой двигатель вполне может нормально проработать достаточно долгий срок.
Выбор механического нагнетателя или турбокомпрессора. Конструкция, основные преимущества и недостатки решений, установка на атмосферный тюнинговый мотор.
Увеличение мощности атмосферного и турбированного двигателя. Глубокий или поверхностный тюнинг ДВС. Модификация впускной и выпускной системы. Прошивка ЭБУ.
Возможность установки турбокомпрессора на двигатель с карбюратором. Основные преимущества и недостатки турбонаддува на карбюраторном авто.
Особенности установки ГБО на мотор с турбонаддувом. Какое газобалонное оборудование лучше ставить на двигатели с турбиной. Советы и рекомендации.
Как увеличить мощность двигателя на «классических» моделях ВАЗ. Тюнинг двигателя увеличение рабочего объема, впуск, выпуск, ГБЦ. На что обратить внимание.
Форсирование двигателя. Плюсы и минусы доработки мотора без турбины. Главные способы форсирования: тюнинг ГБЦ, коленвал, степень сжатия, впуск и выпуск.
Рекомендации по размещению компрессора на предприятии: где нельзя располагать компрессорные установки
Где разместить компрессор
Мы рекомендуем размещать компрессорное оборудование в машинном зале или компрессорной. Это отдельная комната с компрессорным оборудованием, обособленная от производственных цехов капитальной стеной. Подобные помещения используют для установки, как единичных агрегатов, например, компрессора и осушителя, так и спланированных в единую систему компрессорной установки вместе с энергетическим оборудованием.
Но если у вас нет свободного помещения, то можно рассмотреть монтаж компрессорной установки в помещениях, предназначенных для иных нужд. Например, в покрасочной камере, или лаборатории, где компрессор и система сжатого воздуха находятся вместе с другим оборудованием. Также есть вариант размещения на улице.
Рассмотрим более подробно варианты размещения компрессора на предприятии.
1 В первом варианте подбирается обособленное помещение и место установки центрального компрессора определяют в связке с другим технологическим оборудованием (осушители, фильтры и др.). В подавляющем большинстве на предприятиях для нескольких производственных процессов задействуют именно централизованную компрессорную систему.
2 Во втором случае, компрессорный агрегат монтируют в общем цеху или помещении, которое используют для других целей. Тогда специалисты сопоставляют имеющиеся производственные условия с условиями эксплуатации компрессора, учитывают риски, уровень шума, опасность перегрева, условия вентиляции, наличие взрывоопасных зон, требования к пространству и т.д.
Если позволяют условия, в помещении производят расчистку территории от ненужных конструкций, мебели, что необходимо для рекуперации энергии и улучшения воздухообмена.
3 Если на производстве отсутствует отдельная комната, которую можно выделить под компрессорный зал, монтаж оборудования выполняют на открытом воздухе под специально оборудованными навесами.
Особенности размещения компрессора внутри предприятия
Проектирование и монтаж компрессорного оборудования на предприятиях в России регламентированы Правилами устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 5 июня 2003 г. N 60).
В частности, второй раздел документа «Основные требования к компрессорным установкам» четко формулирует требования к помещениям, где планируется монтаж и эксплуатация промышленного компрессорного оборудования.
В общей сложности подобных требований к помещениям насчитывается около ста пунктов. Все они обязательно учитываются нашими специалистами на этапе проектирования компрессорного оборудования и схемы его монтажа.
Расположение компрессора с учетом его конструктивных особенностей
В промышленности используют самые разнообразные компрессоры, которые различаются между собой не только назначением, но также приводом, наличием/отсутствием смазки, габаритами и весом. На рисунке представлена подробная классификация агрегатов: 
Каждый тип компрессора имеет свои особенности конструкции и условий эксплуатации, которые следует учитывать в проектировании. Например, эксплуатация винтового компрессора с ременным приводом не требует заливки бетонного основания и привлечения высококвалифицированного персонала. Его обслуживание выполняется силами самого предприятия. Тогда, как пусконаладка и ремонт винтовых компрессоров с шестеренчатым типом привода требует знающих специалистов.
По запросу мы комплексно подберем оборудование, полностью возьмём на себя заботы по транспортировке, монтажу и пуско-наладке пневмосети на вашем предприятии.
На рисунке отображена типовая схема расположения компрессора и сопровождающего оборудования (в двух проекциях).
Воздушный винтовой компрессор производительностью до 2000 л/мин используется для выработки сжатого воздуха. Для следующего применения сжатый воздух должен пройти осушение и очистку. Для этих целей используют вертикальный ресивер объемом 900 литров, рефрижераторный осушитель с пропускной способностью 2000 литров в минуту и магистральные фильтра с запорной арматурой (шаровые вентили).
Подготовка фундамента под компрессор
Эксплуатация компрессоров требует подготовки ровного и прочного фундамента. В каждом случае специалисты рассчитывают грузоподъемность конкретной модели. Многие современные компрессорные установки выпускаются с уже встроенными функциями защиты от вибраций.
Крупные модели центробежных и поршневых машин требуют установку на бетонные плиты, которые укладываются на твердый грунт или скальное основание. В ряде случаев требуется предусмотреть дополнительные меры по защите фундамента компрессорной от вибрации.
Вентиляция компрессорных комнат
Компрессорные агрегаты в процессе эксплуатации выделяют тепло, которое необходимо отводить через вентиляционную систему. От размеров и производительности агрегата, а также от способа его охлаждения (воздушное или водяное) зависит объем выделяемого тепла и количество воздуха в системе вентиляции.
Например, от работы компрессоров с водяным охлаждением выделяется около 10% энергии, потребляемой двигателем. Тогда как при работе агрегата с воздушным охлаждением этот показатель составляет около 100%.
Поток охлаждаемого воздуха считается по формуле:
Подключение электроэнергии
Работа компрессора и энергетического оборудования требует правильную организацию электрического подключения. Для электроснабжения компрессорного оборудования в промышленных условиях разработаны отраслевые Правила, которые имеют общие и индивидуальные требования подключения к электрическим сетям.
Кроме того, в технической документации каждого прибора указывается сечение проводов, допускаемые для подключения установки. Во избежание выхода оборудования из строя обращают внимание на плавкие вставки, указанные на панели внешнего силового электрощита. Особое внимание необходимо уделить подключению фаз к электрической установке. Не допускается смена чередования фаз, во избежание выхода из строя оборудования.
