Приводний нагнітач типу Roots

Історія створення приводного нагнітача типу Roots

Компресор типу Roots відносяться до приводним об'ємним нагнетателям роторного типу.

Свою назву вони отримали по імені винахідників, братів Френсіс і Філандер Рутса, виготовили перший подібний пристрій в 1859 році. Знаменитий Готтліб Даймлер удосконалив механізм і вже в 1900 році з конвеєра Daimler-Benz зійшов перший серійний автомобіль з компресором такого типу.

Спочатку об'ємна роторна шестеренних машина призначалася для вентиляції промислових приміщень і мала досить просту конструкцію. В загальному корпусі розташовувалися дві прямозубі шестірні. Вони оберталися в протилежних напрямках і переганяли об'єми повітря, укладеного в просторі між зубами і стінками кожуха, від впускного до випускного колектора.

Допрацював і ще більш поліпшив конструкцію нагнітача співвітчизник братів-винахідників - інженер Ітон в 1949 році. Тепер повітря в ньому став переміщатися уздовж осі обертання косозубих роторів, які змінили шестерні. Але головний принцип роботи пристрою залишився незмінним - повітря в ньому не стискався, а перекачувався. Тому даний тип приводних роторних нагнітачів як і раніше носить ім'я Roots.

Подальша модифікація роторних компресорів типу Roots йшла по шляху конструктивних хитрощів. Так, замість двох лопаток на роторі, стали виготовляти чотири. Це дозволило зробити подачу повітря більш рівномірною і дало змогу частково зменшити пульсацію його тиску – цього основного недоліку приводних нагнітачів подібного типу. З тією ж метою впускний і випускний вікна компресора стали робити трикутної форми. До того ж всі ці зміни значно знизили рівень шуму при роботі механізму.

                            

Пристрій і принцип роботи приводного нагнітача типу Roots

Конструктивно приводні нагнітачі типу Roots виглядають наступним чином: в овальному корпусі встановлені два ротори, насаджених на осі і мають спеціальний профіль. Ці осі пов'язані між собою шестернями. Ротори обертаються в протилежні сторони.

Між корпусом механізму і роторами існує зазор 0,1-0,15 мм. Точно такий же зазор відокремлює їх і один від одного.

В результаті обертання деталей, простір між ними і внутрішньою поверхнею корпуса нагнітача захоплюється певний об'єм повітря. Потім він переміщається від всмоктувального патрубка до нагнітаючого трубопроводу. Повітря подається в трубопровід поштовхами. З кожним обертом роторів в нього надходить чотири (з кожного ротора по дві порції. В цьому принцип роботи приводного нагнітача типу Roots аналогічний принципу роботи насосів шестеренного типу.

Корпус і ротори механізму виготовляють з алюмінієвого сплаву.

Розташований компресор в передній частині двигуна: перед карбюратором або між ним і двигуном. У першому випадку нагнітач засмоктує чисте повітря і нагнітає його в карбюратор.

Друга схема розташування більш поширена. У цьому випадку компресор всмоктує горючу суміш і нагнітає її в трубопровід. При цьому вона енергійно перемішується роторами, що служить кращому випаровуванню бензину. Крім того, при розміщенні нагнітача між двигуном і карбюратором, останньому не потрібні які-небудь додаткові пристрої.

Тиск наддуву компресорів типу Roots назад якості наповнення, тобто, при підвищенні тиску в нагнітальному трубопроводі посилюється витік повітря (суміші) у зазори нагнітача і зменшується коефіцієнт наповнення. З-за цього, з підвищенням тиску в трубопроводі, різко падає ККД нагнітача. Уникнути цієї неприємності можна, збільшивши швидкість обертання роторів, або додавши дво - або трирівневу передачу.

Однак у багатоступеневих конструкціях втрачається одне з головних достоїнств компресорів Roots – їх компактність. А зі збільшенням швидкості обертання роторів, збільшується і обсяг відібраної у потужності силової установки.

Компресори типу Roots забезпечують достатній тиск у нагнітальному трубопроводі при малих і середніх обертах двигуна. Крім того, автомобілів, обладнаних такими нагнітачами, забезпечений хороший розгін.

                                                      

Переваги та недоліки конструкції приводного нагнітача типу Roots

Компресори типу Roots мають ряд істотних недоліків.

При виникненні турбулентності - видавлюванні нестисненого повітря з нагнітача в стиснене повітря трубопроводу - температура повітряного заряду зростає додатково до звичайного підвищення від збільшення тиску. Тому компресори подібного типу додатково оснащуються интеркулерами.

Крім того, недоліками нагнітачів Roots залишаються складний процес встановлення і відносно висока ціна.

Однак, завдяки довговічності конструкції, низькій гучності, компактності і ефективності на середніх і малих обертах, приводні пристрої такого типу здобули популярність у іменитих брендів автомобілебудування. General Motors, Ford, Mercedes, Daimler Chrysler оснащують свої моделі саме компресорами Roots.

В даний час приводні нагнітачі типу Roots випускають відомі компанії: Magna Charger, Eaton Automotive, Jackson Racing, Kenne Bell, Superchargers. Їх продукція широко представлена на сучасному ринку автозапчастин і користується успіхом а автолюбителів.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read