Турбокомпрессор против нагнетателя: разница и сравнение

У автомобиля, спортивного автомобиля, грузовика, поезда, самолета или даже двигателя строительной техники есть одна общая черта — они работают на двигателях.

Чтобы повысить мощность своих двигателей, производители автомобилей приготовились вступить в войну за лошадиные силы. Для экономии топлива и повышения мощности двигателя были изобретены беспрецедентные турбокомпрессор и нагнетатель.

Основные выводы

1. Выхлопные газы приводят в действие турбонагнетатели, а нагнетатели приводятся в движение ремнем, соединенным с двигателем.
2. Турбокомпрессоры обеспечивают лучшую топливную экономичность, в то время как нагнетатели обеспечивают лучшую реакцию дроссельной заслонки.
3. Турбокомпрессоры более сложны и дороги, чем нагнетатели.

Турбокомпрессор против нагнетателя

Турбокомпрессоры питаются от выхлопных газов двигателя, они более сложны и требуют большего обслуживания, чем нагнетатели. Нагнетатели приводятся в действие ремнем, который соединяется с коленчатым валом двигателя, работает за счет сжатия воздуха и подачи его в двигатель и приводится в действие непосредственно двигателем.

Турбокомпрессор похож на турбину, которая использует выхлопные газы для сжатия атмосферного воздуха и направляет воздух в сжигание камере, тем самым повышая производительность двигателя.

Вместо того, чтобы выбрасывать выхлопные газы из камеры сгорания впустую, турбокомпрессор использует их с помощью трех вентиляторов, два из которых расположены на одном валу, а другой — во впускном отверстии автомобиля, который втягивает воздух в двигатель.

Нагнетатель обычно используется в спортивных автомобилях. Он работает механически и повышает плотность и давление воздуха, поступающего в двигатель. Чем больше воздуха поступает в двигатель, тем больше вырабатывается мощность.

Нагнетатель имеет ремень, цепь или вал, соединенный с коленчатым валом двигателя, и его основная функция заключается в повышении выходной мощности.

Сравнительная таблица

Параметры сравнения	турбокомпрессор	Нагнетатель
Источник энергии	Турбокомпрессор использует выбрасываемые выхлопные газы для получения энергии.	Нагнетатель соединен с коленчатым валом двигателя для получения энергии.
Скорость вращения	Раскручивается до скорости 150000 об/мин.	Раскручивается до скорости 50000 об/мин.
Звуковое излучение	Звуковая эмиссия ниже, чем у нагнетателя	Звуковая эмиссия больше, чем у турбокомпрессора
Температура сжатого воздуха	Температура сжатого воздуха в турбонагнетателе довольно высока.	Сжатый воздух имеет более низкую температуру
Вращение компрессора	Турбина вращает компрессор	В нагнетателе ремень соединен с коленчатым валом двигателя, и этот коленчатый вал двигателя вращает компрессор.

Что такое Турбокомпрессор?

Турбокомпрессор является принудительным индукционный система, которая использует мощность выхлопных газов, выбрасываемых камерой сгорания, и повышает производительность двигателя.

История турбокомпрессоров восходит к 1800-м годам, когда Готлиб Даймлер экспериментировал с принудительной индукцией. Это было в 1905 году, когда швейцарский инженер Альфред Буши запатентовал свой автомобильный усилитель мощности.

Впоследствии аналогичные прототипы использовались в самолетах, дизельных кораблях и транспортных средствах. Испытания показали, что эти надстройки двигателя могут повысить выходную мощность, снизить выбросы и улучшить экономию топлива.

Турбокомпрессор состоит из двух вентиляторов, расположенных на одном валу. Один вентилятор расположен на пути выбрасываемых выхлопных газов из камеры сгорания.

Выходящие выхлопные газы запускают крыльчатку, которая, в свою очередь, заставляет вращаться другой вентилятор, расположенный на валу. Есть также третий вентилятор, который расположен в воздухозаборнике автомобиля, и именно тяга этого вентилятора втягивает воздух в двигатель.

Воздух, поступающий в двигатель, сжимается и нагревается. Поэтому он менее плотный. Теплообменник охлаждает воздух перед подачей в цилиндры.

Функциональность турбокомпрессора можно охарактеризовать как циклическую. Это связано с тем, что выхлопные газы вращают турбины, которые всасывают больше воздуха. Этот воздух, в свою очередь, всасывает больше топлива, а когда топливо сгорает, образуются выхлопные газы — это непрерывный процесс.

В турбонаддуве есть оборудование для изменения смога, которое помогает снизить выбросы углерода.

Турбокомпрессор требует тщательного обслуживания и временами зависает из-за прерывистой подачи энергии.

Что такое суперчарджер?

Нагнетатель — это система принудительной индукции, которая часто используется в спортивных автомобилях. Он работает механически с помощью ремня, цепи или вала, соединенного с коленчатым валом двигателя.

В качестве воздушного компрессора его основная роль заключается в повышении плотности и давления воздуха, поступающего в двигатель.

Первый прототип нагнетателя был создан Дж. Джонсом из Бирмингема около 1849 г. Он был запатентован братьями Рут в 1860 г. В 1885 г. Готлиб Даймлер запатентовал нагнетатель, который он использовал в двигателе внутреннего сгорания.

В 1902 году Луи Рено получил патент на центробежный нагнетатель. Проведенные испытания доказали, что нагнетатель, установленный в гоночном автомобиле, может значительно повысить его мощность.

Mercedes в 1920-х годах стал первой автомобильной компанией, выпустившей серию автомобилей с нагнетателем.

Нагнетатель работает как обычный двигатель внутреннего сгорания, в котором воздух и топливо смешиваются в камере сгорания и заставляют поршень двигаться — чем больше топлива и воздуха сгорает, тем больше мощность. Но нагнетатель обеспечивает больше сжатого воздуха.

Нагнетатели бывают трех типов: корневого типа, двухвинтового нагнетателя и центробежного нагнетателя.

Mercedes успешно разработал электрический нагнетатель, который больше не зависит от двигателя.

У нагнетателя нет вестгейта. Поэтому выбросы смога высоки. Он также громче, чем турбо.

Температура сжатого воздуха в нагнетателе меньше, и в большинстве случаев он не требуеткулер. Однако для некоторых типов нагнетателей требуются промежуточные охладители.

Нагнетатель прост в обслуживании. Он страдает от незначительного запаздывания, поскольку коленчатый вал непрерывно подает энергию.

Основные различия между турбокомпрессором и нагнетателем

1. Турбокомпрессор получает энергию от выбрасываемых выхлопных газов. Напротив, нагнетатель получает энергию от коленчатого вала двигателя, к которому он напрямую подключен.
2. Турбокомпрессор напрямую не связан с двигателем, тогда как нагнетатель напрямую соединен с двигателем ремнем, цепью или валом.
3. В то время как турбокомпрессор обеспечивает лучший наддув при высоких оборотах, нагнетатель обеспечивает лучший наддув при более низких оборотах.
4. Там, где турбонагнетателю нужен промежуточный охладитель для снижения температуры сжатого воздуха, нагнетателю не всегда требуется промежуточный охладитель, и это зависит от типа нагнетателя.
5. Турбокомпрессор имеет оборудование для изменения смога, которое снижает выбросы углерода; однако у нагнетателя нет вестгейта. Поэтому выбросы смога высоки.

Рекомендации

1. https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/1999-01-0908/
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890416311463

Последнее обновление: 24 июля 2023 г.