Agregate de supraalimentare

Agregate de supraalimentare

Pentru supraalimentarea motoarelor se pot utiliza urmatoarele tipuri de compresoare:

- compresoare volumice (Roots);

- compresoare centrifugale.

Compresoarele volumice (Roots) (Fig.18.11) se utilizeaza in general la motoarele de turatie mica si sunt antrenate mecanic de la arborele cotit. Aceste compresoare au un randament scazut si functioneaza cu zgomot de aceea ele au o aplicabilitate restransa la supraalimentarea motoarelor de automobile.

Compresoarele centrifugale sunt cele mai utilizate datorita randamentelor efective ridicate si dimensiunilor reduse.

Compresoarele centrifugale se utilizeaza pentru supraalimentarea de presiune medie, inalta si foarte inalta (in trepte).

La compresorul centrifugal aerul intra prin canalul de admisie 1 in rotorul compresorului care rotindu-se trimite aerul spre reteaua de petale 5 a difuzorului si de acolo prin canalul de refulare 6 in colectorul de admisie al motorului.

Aerul este supus unui proces de comprimare de la intrarea in rotor si pana la iesirea din canalul de refulare.

Compresoarele centrifugale se clasifica in special constructiv, dupa modul cum sunt construite paletele rotorului;

- Compresoarele centrifugale cu palete radiale;

- Compresoarele centrifugale cu palete indreptate inapoia sensului de rotatie al rotorului;

- Compresoarele centrifugale cu palete indreptate inaintea sensului de rotatie al rotorului.

Difuzorul poate fi: paletat sau nepaletat.

Numarul de trepte in care se realizeaza comprimarea aerului compresoarele se clasifica in:

- Compresoarele centrifugale monoetajate;

- Compresoarele centrifugale polietajate.

Lucrul mecanic specific al comprimarii adiabatice necesar realizarii gradului de comprimare p_s este dat de urmatoarea expresie:

(18.6)

iar pentru aer ecuatia (18.6) se poate scrie             

unde:   c_p=1,0 [kJ/kg K] caldura specifica la presiune constanta;

x - exponentul adiabatic; x=1,4 pentru aer;

p_s-presiunea de supraalimentare;

p₀-presiunea atmosferica;

T₀-temperatura mediului ambiant.

Gradul de comprimare a aerului in compresor se defineste prin raportul de presiuni

(18.7)

Lucrul mecanic l_as reprezinta lucrul mecanic de comprimare intr-un proces teoretic, fara pierderi si reprezinta o fractine _as (randament adiabatic al compresorului) din lucrul mecanic real, respectiv

(18.8)

iar         reprezinta pierderile interne ale compresorului, respectiv pierderi prin frecare, prin soc la intrarea aerului in rotor, pierderi prin pereti, prin umplerea neuniforma a canalelor, pierderi prin recircularea unei parti a aerului intrat in compresor.

Randamentul adiabatic are valori cuprinse in limitele _as = 0,55.0,65.

Pierderile mecanice ale compresorului centrifugal sunt luate in considerare prin randamentul mecanic _ms care are valori de (0,94.0,97).

Lucrul mecanic specific al compresorului cu considerarea pierderilor, se poate calcula cu relatia:

(18.9)

unde: _s = _as._ms randamentul efectiv al compresorului centrifugal (_s = 0,52.0,63).

Cunoscand debitul masic al compresorului [kg/s] se poate calcula puterea de antrenare a compresorului.

(18.10)

Debitul masic al compresorului se poate exprima in functie de consumul orar de combustibil C, coeficientul de exces de aer  si cantitatea de aer minim necesara L_min.

(18.11)

Comprimarea aerului in compresorul centrifugal este rezultatul actiunii fortelor centrifugale, iar presiunea aerului refulat depinde de viteza periferica u [m/s] a rotorului.

Lucrul mecanic maxim ce este transmis unui kg de aer este:

(18.12)

Se defineste coeficient de presiune  raportul

(18.13)

 = 0,55.0,65

Temperatura aerului dupa compresor este data de relatia:

(18.14)