Avtoargon.ru

АвтоАргон
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Компрессор из ДВС

Компрессор из ДВС. Вариант 1

Я уже писал о компрессоре, который использую в ремонте автомобилей, но этот компрессор как-никак годится для покраски, но с моими растущими требованиями не справляется. В частности мне был нужен компрессор для работы с орбитальной шлифовальной машинкой. Я нашел выход, точнее не столько выход, сколько наверное поле для экспериментов:)

Компрессор из ДВС своими руками

Я уже писал о компрессоре, который использую в покраске авто, но как оказалось этот компрессор не годится для работы с пневматической орбитальной машиной. Китайский компрессор не справляется с расходом воздуха орбитальной машины, полностью накачанного до 8-ми атмосфер ресивера хватает на 1 — 1,5 мин работы машинкой, а то и того менее. Не порядок.

Читал на стардрайве о компрессоре из ДВС, там ребята использовали двигатель от ВАЗ, производительность была в районе 1000 л/мин. Хорош, но мне пока негде такого поставить, да и изготовить не так просто. Мне в голову пришел другой вариант, использовать двигатель который раньше использовался для привода различного сх оборудования (станков и тп) — его маркировка ЗИД 4.5. Также немаловажным аспектом в пользу этого двс, так это смазка — масло заливается в поддон и циркулирует в двигателе, также и охлаждение довольно хорошее — при работе около 1 часа компрессор чуть теплый.

Если не ошибаюсь, то его рабочий объем 500 см3, что есть не мало, лишь немного меньше чем в компрессоре СО-7. Этот двигатель четырехтактный, так что клапана присутствуют. Те кто знают как работает 4-х тактный двигатель поймет, что при использовании двигателя в качестве компрессора на два оборота коленвала полезный рабочий ход (нагнетание воздуха) один. Это при использовании обычной системы газораспределения двигателя ЗИД, я использовал такую. Это ведет к снижению производительности, но для моих целей компрессор вполне подошел.

Как же сделать компрессор из ДВС?

  1. Для начала нам потребуется привод этого двигателя, для этого я использовал электродвигатель 4 кВт, хотя можно было взять и 3 кВт, естественно 380 В. Привод такого компрессора от 220 В я думаю сделать возможно, но необходимо поиграться со шкивами и вы не снимете такой производительности как на 380. Шкив на компрессоре использовался родной, на двигателе немного побольше, обороты на вале компрессора около 1300 обмин.
  2. Каждый компрессор оснащен обратным клапаном, этот клапан дает возможность вытолкнуть объем воздуха при рабочем ходе поршня и не вернутся назад в цилиндр. При изготовлении самодельных компрессоров это одна из самых больших проблем, найти и приспособить. Я же нашел решение, возможно не идеальное, но довольно простое и не требующее токарных работ, к тому же не вторгаясь в конструкцию двигателя, его можно легко вернуть в обычный рабочий режим.

Для изготовления обратного клапана нам понадобится свеча с этого двигателя, шарик от подшипника, пружина (подбирается экспериментальным образом), металлическая трубка, сварка. Свечу необходимо выбить (удалить изолятор) чтобы осталась только металлическая часть. Далее берем шарик от подшипника подходящего диаметра, тут стоит понимать, что шарик должен плотно закрывать отверстие из цилиндра и не заедать, в то же время быть герметичным. Свечу зажимаем в тиски и несколькими не сильными ударами набиваем седло шарику.

Свеча подготовленная под обратный клапан

Шарик в седле обратного клапана

Пружина в седле

Далее к металлической части свечи привариваем трубку, я использовал поршневой палец от двигателя ВАЗ, лишь прорезал с боку окно для трубки.

Устройство бензинового компрессора

Агрегаты, предназначенные для производства сжатого воздуха, широко используют при решении различных задач. Они востребованы как в промышленности, так и в строительстве, дорожных работах, авторемонте и других сферах деятельности, в том числе там, где нет возможности подключиться к централизованным сетям энергоснабжения. В последнем случае обычно применяют модели, оснащенные двигателем внутреннего сгорания, и в частности бензиновые установки.

Преимущества бензокомпрессоров

Одним из наиболее значимых плюсов агрегатов, работающих на бензине, является автономность. Такие устройства не требуют наличия внешних источников питания (электросети или генератора), а потому подходят для использования в полевых условиях, при строительстве в отдаленных районах и т.д. Что же касается других достоинств, то к их числу можно отнести:

  • простое устройство бензинового компрессора, обеспечивающее надежность, а также высокую ремонтопригодность техники;
  • широкий диапазон производительности (от 300 до 2000 л/мин), что позволяет подобрать устройство, соответствующее запросам конкретного потребителя;
  • удобство обслуживания — в отличие от дизельных установок с двухтактным мотором, бензиновые модели не требуют смешивания топлива с маслом, что упрощает заправку;
  • компактные размеры и небольшой вес, благодаря которым технику отличает высокая мобильность — при необходимости агрегат можно перевезти в обычном легковом автомобиле.

Нельзя не отметить и разнообразие модельного ряда оборудования. В зависимости от устройства, бензиновые компрессоры делят на винтовые и поршневые, масляные и безмасляные, с воздушным и жидкостным охлаждением, и т.д. Их классифицируют как по конструкции, так и по принципу действия, техническим характеристикам, эксплуатационным возможностям и другим параметрам.

Конструкция бензинового оборудования для производства сжатого воздуха

Поскольку в рамках одной статьи невозможно рассмотреть конструкцию всех агрегатов, мы предлагаем изучить базовое устройство и принцип действия бензинового компрессора. При этом еще раз повторим, что все модели в большей или меньшей степени отличаются друг от друга, а потому могут иметь дополнительные конструкционные элементы.

Перечень основных узлов бензинового компрессора включает в себя:

  • двигатель внутреннего сгорания, который преобразует тепловую энергию в механическую;
  • блок сжатия воздуха — в зависимости от модели, может быть как винтовым, так и поршневым;
  • ресивер, предназначенный для хранения сжатого воздуха, а также для его дополнительного охлаждения и очистки от конденсата.
Читать еще:  Двигатель вибрацию дает бмв что может быть

Как видите, устройство бензинового компрессора совсем несложное. Но для того, чтобы было понятнее, как происходит сжатие воздуха, следует подробнее рассмотреть принцип действия агрегатов.

Особенности работы поршневых и винтовых установок

Среди всех моделей оборудования для производства сжатого воздуха, представленных на современном рынке, поршневые и винтовые компрессоры получили наибольшее распространение. Поэтому рассматривая принцип действия установок, мы остановимся подробнее именно на такой технике.

В целом винтовые и поршневые бензиновые компрессоры имеют схожее устройство. Двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию в механическую, которая затем приводит в действие узел сжатия воздуха. И вот здесь-то начинаются отличия.

  • Поршневые агрегаты. Устройства этого типа сжимают воздух за счет возвратно-поступательного движения поршня. При подъеме последнего в цилиндре наступает разряжение. Когда его сила преодолевает усилие пружины входного клапана, внутренний объем заполняет воздух. Далее поршень начинает движение в обратном направлении, вследствие чего происходит сжатие рабочей среды. При достижении расчетного уровня давления срабатывает нагнетательный клапан, и сжатый воздух поступает в ресивер.
  • Винтовые агрегаты. Данный вид компрессоров для сжатия рабочей среды использует силу вращения. Винтовая пара состоит из двух роторов — ведущего и ведомого, которые образуют со стенками корпуса воздушные камеры. Во время вращения винтов объем внутренних камер то уменьшается, то увеличивается. При увеличении возникает разряжение, и воздух из окружающего пространства поступает в компрессор. Далее объем камеры сокращается и, как следствие, происходит сжатие воздушной массы.

Обратите внимание! Несмотря на то, что устройство бензиновых компрессоров, а также принцип их действия не отличается особой сложностью, перед покупкой агрегата стоит проконсультироваться со специалистом. Данная рекомендация обусловлена тем, что ошибки при выборе техники ведут к непредсказуемым последствиям. Вплоть до полного выхода из строя компрессора, а также сопряженного с ним пневмоинструмента.

Чтобы избежать возможных проблем и гарантировать бесперебойную работу агрегата, свяжитесь с консультантами нашей компании. Специалисты уточнят желаемые параметры, технические характеристики, будущие условия эксплуатации и подберут подходящую модель.

Подготовлено: Евгений Желтов

Агрегаты, предназначенные для производства сжатого воздуха, широко используют при решении различных задач. Они востребованы как в промышленности, так и в строительстве, дорожных работах, авторемонте и других сферах деятельности, в том числе там, где нет возможности подключиться к централизованным сетям энергоснабжения.

Компрессор с двигателем внутреннего сгорания

Широчайшая сфера применения стала основной причиной появления все новых и новых видов компрессорного оборудования. Наибольшее распространение получили агрегаты, оснащенные электродвигателем. Однако при отсутствии бытовой или промышленной сети их эксплуатация невозможна.

Конечно, для подключения оборудования можно использовать электрогенератор, но намного целесообразнее приобрести компрессор с двигателем внутреннего сгорания. Такое решение позволяет сэкономить и деньги, и полезную площадь. Да и обслуживать придется один агрегат вместо двух. А это означает дополнительное снижение как финансовых, так и временных затрат.

Преимущества компрессорного оборудования с ДВС

Возможность эксплуатации в автономном режиме — это важное, но далеко не единственное достоинство агрегатов с двигателем внутреннего сгорания. К примеру, нельзя не отметить:

  • Широчайший модельный ряд. На рынке представлены как бензиновые, так и дизельные установки, которые различаются по мощности, производительности, рабочему давлению и другим параметрам. Это позволяет приобрести подходящий вариант и для эксплуатации в частном гараже, и для профессионального использования.
  • Отличные эксплуатационные характеристики. Современные моторы для компрессоров с внутренним сгоранием отличает высокий моторесурс, нетребовательность к обслуживанию, минимальный уровень шума. Кроме того, все агрегаты комплектуются системой «легкий старт», что обеспечивает простой запуск двигателя даже при низкой температуре.
  • Нетребовательность к окружающим условиям. Значительная часть моделей на базе ДВС изначально разрабатывается с учетом эксплуатации в «поле». Их оснащают специальным корпусом, который защищает механизм от влаги, пыли, механических повреждений и прочих воздействий.

Отдельно стоит отметить экономичность современных двигателей внутреннего сгорания, которыми комплектуют компрессоры. При разработке новых моделей и зарубежные, и российские производители уделяют особое внимание снижению расхода топлива. К примеру, дизельные агрегаты мощностью 150-170 кВт, сжимающие до 20 000 л/мин воздуха, в среднем потребляют около 30 литров солярки.

Виды компрессоров с ДВС

Все автономные компрессорные установки, представленные на современном рынке, можно классифицировать по таким признакам, как:

  • Тип топлива. Бытовое и полупрофессиональное оборудование представлено бензиновыми агрегатами. Мощность таких моделей варьируется в пределах 3-15 кВт, а выработка составляет 200-2000 л/мин. Дизельные агрегаты, как правило, более мощные. Они производят до 45 000 л/мин сжатого воздуха, поэтому подходят как для профессионального, так и для промышленного применения.
  • Конструкция. По этому признаку все компрессоры с внутренним сгоранием топлива делят на два типа — поршневые и винтовые. Первые представлены установками различной мощности и могут быть и бытовыми, и профессиональными. Вторые отличаются большей производительностью, поэтому чаще всего их используют для решения различных промышленных задач.
  • Степень мобильности. Все установки, предназначенные для сжатия воздуха, делят на стационарные, передвижные и мобильные. Агрегаты первого типа обычно используют на производствах. Передвижные модели собирают на базе колесного шасси и оснащают дышлом для буксировки. Мобильные компрессоры отличает небольшой вес и компактные размеры, благодаря чему их легко перемещать в пределах помещения или перевозить с одного объекта на другой.
Читать еще:  Газ 3110 двигатель 406 почему дергается

Безусловно, мы привели далеко не полную классификацию, но и она позволяет получить общее представление о видах компрессоров с двигателем внутреннего сгорания. Что же касается других различий, то к их числу можно отнести тип привода (прямой или ременный), наличие или отсутствие защитного кожуха, степень сжатия (низкого и высокого давления) и другие характеристики.

Особенности эксплуатации

Чтобы продлить срок службы компрессорной техники и обеспечить безопасность обслуживающего персонала, при использовании оборудования необходимо придерживаться установленных правил, а также рекомендаций производителя. В том числе:

  • передвижные агрегаты следует оборудовать противооткатными упорами;
  • монтаж мощных стационарных установок выполняют на специальном фундаменте;
  • после первых 7-8 часов эксплуатации необходимо сменить масло;
  • уровень технологических жидкостей следует проверять ежедневно;
  • очистку компрессора выполняют по завершении рабочей смены;
  • воздушный фильтр меняют по мере необходимости, но не реже 1 раза в год;
  • конденсат из ресивера следует сливать ежедневно;
  • обслуживание агрегата выполняется силами персонала, прошедшего обучение.

Также стоит отметить, что в случае поломки компрессора с двигателем внутреннего сгорания недопустимо самостоятельно выполнять ремонт. Особенно в том случае, если техника находится на гарантии. Несанкционированное вмешательство автоматически аннулирует обязательства завода-производителя.

Не нашли ответа на интересующий вас вопрос? Проконсультируйтесь со специалистом ГК «Энергопроф»: 8 (800) 333-47-93 .

Турбореактивный двигатель с осевым компрессором

Турбореактивный двигатель (ТРД) – это наиболее известный и востребованный тип газотурбинных двигателей (ГТД), который широко используется в гражданской и военной авиации. ТРД, как и все остальные виды ГТД, относятся к тепловым машинам, а это значит, что выработанная ими энергия получена в результате сжигания топлива. Именно эти двигатели стали первыми газотурбинными двигателями, которые заменили собой поршневые в авиастроении.

История ТРД берет начало в 30-х годах, когда в СССР и Европе были проведены исследования и созданы первые опытные образцы турбореактивных двигателей для самолетов: отечественные АЛ, немецкий HeS3B, английский W. Вскоре интерес к ним проявили и авиаконструкторы из США и Японии. Первый советский турбореактивный истребитель ЯК-15, оснащенный двигателем РД-10 появился сразу после Второй Мировой Войны – в 1946 году. С тех пор практически все военные самолеты летали именно на реактивных двигателях.

Устройство и принцип работы реактивного двигателя

Все модели двигателей семейства ГТД имеют схожее строение, а их работа основывается на вращении турбины, что и дало название всему семейству. Строение турбореактивного двигателя с одной стороны проще, чем у других видов, но с другой имеет ряд особенностей. Итак, ТРД состоит из компрессора, камеры (или нескольких камер) сгорания, турбины и сопла. Другие виды ГТД имеют еще и дополнительные валы, выполняющие определенную полезную работу, но в данном случае их нет, что и упрощает конструкцию, а также снижает вес.

Принцип работы ТРД соответствует принципу работы всех ГТД. Компрессор втягивает воздух, сжимает его и направляет в камеру сгорания. В ней воздух перемешивается с впрыснутым форсунками топливом, образуя топливный заряд, который при сгорании расширяется. Расширенные газы направляются в сторону турбины, вращая ее, а остатки неиспользованной энергии выходят через сужающееся сопло, образуя реактивную тягу, которая и является движущей силой. Турбина, вращаясь, приводит в движение компрессор, связанный с ней механически.

Теперь более подробно о каждой составляющей ТРД. Турбореактивные двигатели отличаются между собой по типу компрессоров, которые в них устанавливаются. Они могут быть осевыми, центробежными или комбинированными. В данной статье будут рассматриваться ТРД с осевым компрессором.

Элементы двигателя

Осевой компрессор

Осевой компрессор представляет собой вал с подвижными дисками, на концах которых закреплены рабочие лопатки, называемый ротором, а между этими дисками находятся неподвижные направляющие лопатки, закрепленные на внутренней стороне корпуса, — статор. Ротор работает, как обычный вентилятор, только лопастей у него больше и скорость вращения выше. Поток воздуха, пройдя через подвижные лопатки, закручивается, и чтобы его выровнять, используется статор. Неподвижные лопатки статора тормозят воздух и придают ему нужный вектор движения, направленный вдоль оси вала. Именно поэтому компрессор и называется осевым.

Каждая пара рабочих и направляющих лопаток формирует одну ступень компрессора. Таких ступеней обычно несколько (их число может достигать 15) и расположены они одна за другой. В результате получается чередование подвижных и неподвижных лопаток, расположенных вдоль вала. Одна ступень увеличивает давление воздуха в незначительной степени, но при прохождении всех их оно достигает нужного значения. Уменьшение скорости на статоре увеличивает давление и температуру, так что на следующую ступень воздух поступает уже сжатым и нагретым. С каждой последующей ступенью давление и температура в компрессоре повышаются. Количество ступеней определяется при проектировании двигателя и зависит от требуемого значения степени сжатия в камере сгорания.

Для получения большего значения величины давления корпус компрессора может постепенно сужаться, что дополнительно увеличивает напор внутри и контролирует осевое направление движения потока. С этой же целью ротор может иметь конусную форму, а в некоторых случаях сечение канала сужается путем комбинирования конусной формы и корпуса, и ротора.

Компрессор может быть одно- или многокаскадным. Первый тип представляет собой ротор и статор с необходимым числом ступеней. Он используется в обычных турбореактивных двигателях. Многокаскадный компрессор – это два и более узла, каждый из которых оснащен своей приводной турбиной. Его использование позволяет более точно и эффективно управлять режимами работы двигателя и настраивать их под определенную нагрузку. Такие компрессоры нашли применение как на обычных, так и на двухконтурных ТРД.

Читать еще:  Электрическая схема двигателя лифан для мотоблока

Если сравнивать осевой и цетробежный компрессоры, более эффективным считается первый. КПД осевого компрессора может достигать 90%, к тому же он более легкий и компактный и имеет большую производительность. Именно поэтому авиаконструкторы чаще отдают предпочтение именно ему.

Камера сгорания

Камера сгорания газотурбинных двигателей в основном представлена 3 типами. Камера сгорания представляющая собой «кольцо», которое охватывает корпус мотора, или же отдельные трубы, называемые жаровыми, а вот гибрид этих двух КС, так называемый трубчато-кольцевая камера сгорания использовалась в переходный момент от трубчатой КС к кольцевой КС и редко где встречается. Поверхность камеры сгорания имеет своеобразную перфорацию для эффективного сжигания топлива и воздушного охлаждения. В ней расположены форсунки, подающие топливо (в самолетах это авиационный керосин). При контакте с сжатым горячим воздухом оно воспламеняется, в результате чего образуются расширенные газы с высоким зарядом энергии.

Основная функция камеры сгорания, это подвод тепловой энергии к воздушному потоку, получаемой в результате химической реакции окисления топлива кислородом воздуха, то есть попросту его сгорания. Дополнительная энергия подводимая к потоку, проходящему через камеру сгорания в частности и всецело через двигатель, позволяет уравновесить потери, и разогнать этот поток в сопле с целью получения достаточной тяги для придания движения двигателю и как следствие, летательному аппарату.

Турбина

Турбина – это «компрессор наоборот»: если лопасти компрессора вращаются, чтобы затягивать воздух в корпус, то лопасти турбины вращаются, потому что на них воздействуют расширенные газы. По своей структуре турбина практически не отличается от компрессора, имея неподвижные лопатки статора и подвижные ротора. Но в ее случае статор находится впереди, а ротор – за ним (сначала поток газов выпрямляется, а затем попадает на рабочие лопатки). Ступеней у турбины меньше, обычно их количество не более 4-х, а то и меньше; есть даже одноступенчатые модели. Работает турбина следующим образом: из камеры сгорания расширенные газы попадают на рабочие лопатки и вращают их. Поскольку основная и единственная задача турбины ТРД – вращение компрессора, ей достаточно небольшого количества ступеней. Излишек энергии, не потраченный на вращение турбинного ротора, в прямом смысле слова «вылетает в трубу», то есть в сопло, обеспечивая реактивную тягу.

Сопловой аппарат

Сопла ТРД тоже бывают разными. Они могут иметь переменное сечение, сужаясь к выходу, а могут сначала сужаться, а затем расширяться. В некоторых моделях самолетов можно регулировать сечение сопла и направление тяги, могут быть устройство реверса или отклонения вектора тяги, различные шумопоглощающие устройства или приспособления для снижения инфракрасной заметности. Сопловой аппарат это так же и форсажная камера.

Основная задача сопла — это формирования необходимых параметров потока газа, выходящего из двигателя. Срабатывание энергии газа в поступательную энергию двигателя и движение самолета. Сопла для реактивных двигателей бывают 2 видов, в зависимости от расчетной скорости полета самолета. Для двигателей самолетов, летающих с дозвуковой скоростью применяют сопло со сужающимся сечением к срезу сопла. Сопло для двигателей сверхзвуковых самолетов применяют уже с расширяющимся сечением к срезу сопла, так называемое сопло Лаваля.

1 — обычное жесткое сужающееся сопло, 2 — сопло Витошинского, 3 — сопло Лаваля

В современной авиации из соображений наибольшей оптимальности работы двигателей на всех режимах полета самолета (максимального приближения к расчетному режиму), то есть обеспечения большой тяги с минимальными потерями, сверхзвуковые сопла делаются регулируемыми.

Система управления двигателем

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, турбореактивный двигатель – это сложная система, которой практически полностью управляет «умная» автоматика. Пилот определяет нагрузку с помощью одного только рычага, тогда как многочисленные датчики и регуляторы выполняют остальную работу, настраивая двигатель на нужный режим работы.

Преимущества и недостатки

Турбореактивными двигателями с осевым компрессором оснащаются большинство самолетов с ТРД. К ним относятся большинство современных гражданских самолетов, а также военные истребители и бомбардировщики. Такое широкое применение объясняется наличием у турбореактивного двигателя ряда преимуществ, выгодно выделяющих их среди других видов моторов. Во-первых, их конструкция наиболее простая среди ГТД, во-вторых, они имеют компактные габариты и малый вес, в-третьих, они менее шумные, чем турбовинтовые (ТВД) или турбовальные (ТВаД) двигатели. Но главным их преимуществом является возможность преодолевать звуковой барьер, что особенно важно в военной авиации.

К недостаткам ТРД можно отнести их «прожорливость». Среди моторов семейства ГТД они занимают первое место по расходу топлива, так что порой намного выгоднее заменить их теми же ТВД. Это объясняет то, что они редко используются на самолетах с низкими скоростями, летающими на дальние расстояния. Еще один недостаток – их дороговизна. Достаточно представить, в каких условиях работает турбина, чтобы понять: обыкновенные материалы не смогут выдержать таких нагрузок. Для изготовления лопастей турбин используются сверхпрочные жаростойкие материалы, способные выдержать «адские» условия работы, а стоят они, соответственно, немало.

В последнее время традиционные турбореактивные двигатели начали вытесняться другими своими подвидами, например, двухконтурными ТРД. Прогресс не стоит на месте, а авиаконструкторы постоянно борются за повышение мощности и эффективности моторов в комплексе с уменьшением их веса, что так важно для авиации. И все же ТРД рано списывать со счетов – они по-прежнему востребованы, о чем свидетельствует их широкое применение.

Небольшое видео, представленное ниже про работу турбовентиляторного двигателя, продемонстрирует работу турбореактивного двигателя с осевым компрессором, т.к. принцип у них одинаков.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector