Tuning ekstremalny
Kompresor-Supercharger, czyli doładowanie mechaniczne
1. Trochę fizyki /mało, żeby nie zanudzić/.
Analizując zasady fizyki, na których opiera się funkcjonowanie silnika
spalinowego, dojdziemy do przekonania, że istnieją zasadniczo trzy
sposoby na zwiększenie mocy, wynikające bezpośrednio z najbardziej
podstawowego wzoru na moc silnika.
W uproszczeniu moc silnika to:
P (moc) = n (obroty) x V (pojemność) x p (średnie ciśnienie użyteczne)
Pierwszy sposób to zwiększenie prędkości obrotowej silnika - n.
Rozwiązanie bardzo ciekawe, ale wymagające dokonania bardzo poważnych
zmian konstrukcyjnych silnika.
Np. wzrost obrotów maksymalnych z 6000 na 8500, powoduje dwukrotny
wzrost sił działających na układ korbowy, co powoduje konieczność
zastosowania wzmocnionych tłoków, korbowodów, wału, zaworów, sprężyn
zaworowych, itd., itd.
Sposób drugi, również wynikający z równania na moc, stosowany nie tylko
przez producentów silników, ale także z powodzeniem przez tunerów -
szczególnie niemieckich, polega na zwiększaniu pojemności skokowej
silnika V.
Trzecim sposobem na poprawę parametrów silnika jest zwiekszenie
średniego ciśnienia użytecznego p, czyli wtłoczenie do cylindrów
większej ilości mieszanki paliwa i powietrza w odpowiednim ich
stosunku.
Samo zwiększenie ilości paliwa nic nie daje, bowiem bez obecności
odpowiedniej ilości powietrza, nie uległoby ono spaleniu.
Zwiększanie ilości dostarczanego powietrza nosi nazwę doładowania i
może odbywać się bądź przy użyciu sprężarki, czyli sprężarkowe, lub też
dodatkowego urządzenia jako doładowanie dynamiczne (bezsprężarkowe).
Ujmując rzecz teoretycznie, stuprocentowe zwiększenie ilości mieszanki
powoduje stuprocentowy wzrost mocy silnika bez zwiększania obrotów czy
też pojemności silnika.
2. Jak to działa?
Doładowanie dynamiczne
Doładowanie dynamiczne (bezsprężarkowe) polega na takim zaprojektowaniu
silnika, aby w pewnych zakresach obrotów nastąpiły zjawiska
rezonansowe, pozwalające zwiększyć napełnianie mieszanką. Aby to
uzyskać, dobiera się odpowiednio do siebie wszystkie wymiary elementów,
przez które przepływa mieszanka, czyli układu dolotowego, wydechowego,
wałka rozrządu, głowicy. Procesy przebiegające w silniku są bardzo
skomplikowane i trudne do obliczenia. Dlatego też, po wstępnej fazie
projektowej, wszystkie rozwiązania sprawdza się na hamowniach.
Doładowanie sprężarkowe
W zależności od zastosowanego urządzenia (sprężarki) wyróżniamy trzy
zasadnicze rodzaje takiego doładowania:
- mechaniczne,
- turbodoładowanie,
- comprex.
Zasada działania turbodoładowania oraz doładowania typu comprex jest
ogólnie znana i nie będziemy jej powtarzać.
3. Teraz już tylko o doładowaniu mechanicznym, czyli kompresory z
angielskiego zwane superchargers
Doładowanie mechaniczne jest to doładowanie, w którym sprężarka
napędzana jest wprost od wału korbowego poprzez pasek klinowy lub za
pomocą przekładni zębatej, a więc zachodzi połączenie mechaniczne
pomiędzy sprężarką, a źródłem jej napędu (stąd nazwa tego rodzaju
doładowania).
Sprężarki mechaniczne praktycznie stosowane były już podczas pierwszej
wojny światowej w silnikach lotniczych. We współczesnych samochodach
wystepują np. w Mercedesie, gdzie wszystkie modele zaopatrzone w tego
typu sprężarkę (Rootsa) noszą dopisek "Kompressor".
4. Zastosowanie
Doładowanie mechaniczne bardzo chętnie stosowane jest przez tunerów ze
względu na jego podstawową zaletę, jaką jest brak tzw. turbodziury i
stosunkowa łatwość montażu.
Sprężarki typu ROOTS stosowane są głównie w marce Mercedes, ale ze
względu na kształt trudno je zaadaptować do silników innych marek. Do
tego celu najlepiej nadają się sprężarki promieniowe np. firmy VORTECH
czy PROCHARGER, mające bardzo zwartą budowę.
Są one konstruowane do rozwiązań tuningowych i wiele firm zajmujących
się tego typu działalnością korzysta z tych produktów, dorabiając do
nich elementy umożliwiające bezproblemowy montaż.
Można zamówić gotowy zestaw do wielu marek samochodów, takich jak BMW,
VW, HONDA, FORD, PORSCHE, TOYOTA. Warto podkreślić, że montaż takiego
zestawu jest w pełni odwracalny i można go przenieść do innego
egzemplarza tej samej marki.
Zestawy takie produkowane są na ogół w kilku wersjach - od
najprostszych do bardzo wyrafinowanych.
Koszt takich zestawów wynosi od 3 000 do 8 000 Euro.
Przyrosty mocy wynoszą od 40% do ponad 100%.