Kas ir kompresori un kā tie strādā? Atšķirība no turbīnas

Meklējot labāku degvielas ekonomiju, daudzu autoražotāju automašīnās tiek izmantoti kompresori, lai padarītu dzinējus jaudīgākus un efektīvākus. Piemēram, jaunākajās Porsche 911 kā standartu izmanto kompresorus, un arī BMW savās jaunākajās M3 sērijas mašīnās izmanto kompresorus.

Kompresori tikai sporta mašīnās? Muļķības, daudzas ikdienā izmantojamās mašīnās tiek izmantoti kompresori. Piemērām, visi jaunie Ford Mondeo benzīna dzinēji tiek aprīkoti ar kompresoriem, un var teikt visi dīzeļa dzinēji mūsdienās tiek aprīkoti ar turbīnām. Kompresoru popularitātes skaidrojums ir vienkāršs, tie ļauj ražotājiem padarīt savas automašīnas efektīvākas, padarot dzinējus mazākus, nezaudējot jaudu.

 Bet kas notiek zem motora pārsega, kā darbojās turbīnas?

Atcerieties savas skolas fizikas nodarbības. Degšanas trijstūris sastāv no degvielas, karstuma un gaisa. Palielinot vienu no šiem faktoriem, palielināsies degšana. Turbīna ir liels ventilators, kas pievada papildus gaisu dzinējam, tas ir tik vienkārši.

Mašīnas dzinējā (cilindros) notiek tūkstošiem mazi, sistemātiski kontrolēti sprādzieni, kas tiek pārvērsti enerģijā. Nospiežot gāzes pedāli, palielinās degvielas daudzums, kas tiek pievadīts dzinējam, tādējādi palielinot jaudu. Benzīna degšanas temperatūru nevar palielināt, jo benzīns pārvēršas par gāzi pie noteiktas temperatūras.

Tas ir princips, pēc kura darbojas iekšdedzes dzinēji. Jo vairāk degvielas tiks iesmidzināta cilindros, jo lielāka jauda tiks attīstīta, taču tam ir ierobežojumi. Tātad, lai kontrolētie sprādzieni cilindros nekļūtu nekontrolējami, nedrīkst pārsniegt noteiktos limitus. Ražotāji var ražot lielākus motorus, kas sadedzina vairāk degvielas un tādējādi palielina dzinēja jaudu, palielinot mašīnas braukšanas ātrumu.

Mīnus lielākos dzinējos ir tas, ka šādi dzinēji maksā vairāk, aizņem vairāk vietas zem mašīnas pārsega un tie patērē vairāk degvielas.

Gaiss ir beidzamais degšanas trijstūra faktors, ko var mainīt un palielināt. Palielinot gaisa padevi,  palielinās degšanas reakcija motorā. Tas ir tāpat, kā pūšot gaisu ugunskurā, Jo vairāk gaisa, jo lielāka degšana.

Turbīnas izmanto no dzinēja izplūstošās augstspiediena izplūdes gāzes, lai grieztu mazu ventilatoru, ko sauc par turbīnu. Turbīnas ātrums sasniedz 250 000 apgriezienus minūtē, kas dzen papildus gaisu motorā.

Šis papildus gaiss kopā ar aizdedzes svecēm un degvielu rada lielāku, jaudīgāku sprādzienu un tādejādi tiek iegūta lielāka jauda. Inženieri ir noskaidrojuši, ka samazinot motora lielumu un to aprīkojot ar turbīnām ir iespējams sasniegt lielāku jaudu un lielāku degvielas ekonomiju ar mazākiem izmešiem nekā lielākiem motoriem bez turbīnas.

Kā strādā kompresori (supercharger)?

Kompresori strādā pēc tāda paša principa kā turbīnas – tie iespiež gaisu motorā lielākai degšanai, līdz ar to jaudai. Galvenā atšķirība starp kompresoriem un turbīnām ir  tā, ka turbīnas darbojas ar izplūdes gāzēm, bet kompresorus vada pats dzinējs ar tam piestiprinātu siksnu.

Kaut gan, lai iegrieztu siksnu ir jāpatērē zināmu jaudu. Jauda, ko iegūst no papildus gaisa padeves motorā pārsniedz jaudu, kas tiek patērēta procesa sākumā. Kompresori parasti nav tik energoefektīvi kā turbīnas, bet mašīnas kā ,piemērām, Jaguar F-Type R lieto tos tik un tā. Un Volkswagen pat sapāroja kompresoru ar turbīnu savā iepriekšējā paaudzē VW Golf TSI, dažreiz tā saucamā „twin charging”.

Noslēguma pārdomas

Kompresori un turbīnas – teorija nav sarežģītāka par pūšanu ugunī, lai padarītu liesmu lielāku. Protams, šis process tiek rūpīgi kontrolēts un laika gaitā inženieri ir izdomājuši, kā var atdzesēt ienākošo gaisu ļaujot tam saspiesties vēl vairāk (atkal mācība no fizikas) tādējādi uzlabojot efektivitāti. Lai vai kā, kompresori un turbīnas ir tikai spēcīgi ventilatori, kas pūš papildus gaisu dzinējā, lai palielinātu jaudu.