supercharger.se
Vad är en kompressor och hur fungerar den?
En förbränningsmotor kan producera kraft på tre olika sätt. Det vanligaste är en motor med naturlig insugning. Det näst vanligaste är en turboladdad motor. Och slutligen är det tredje sättet en komprimerad motor. Men vad är en kompressor och hur fungerar den? Och varför skulle den användas framför en motor med naturlig insugning eller turboladdning?
Vad är en kompressor?
En kompressor är en mekanisk - eller på senare tid en elektronisk - luftkompressor som skruvas fast på motorn och används för att tvinga in mer luft i förbränningskammaren.
Mekaniska kompressorer
Mekaniska kompressorer är de vanligaste typerna av kompressorer. De går tillbaka till slutet av 1800-talet. De tre vanligaste typerna av kompressorer i fordonstillämpningar är Roots-, Lysholms dubbelskruv- och centrifugalkompressorer.
En Roots-kompressor har två lobbar som griper in i varandra och luften komprimeras i fickor mellan lobbarna. I vissa tillämpningar kan tre lober användas för att komprimera luften. Detta är samma typ av kompressor som finns på Chevrolet Corvette Z06 och ZR1.
En Lysholm kompressor med två skruvar är en kompressor med positiv förskjutning (precis som Root-stilen) och den använder två skruvar med nära tolerans för att komprimera luften. Dessa liknar snäckväxlar.
En centrifugalkompressor liknar kompressorsidan på en turboladdare och det beror på att den i huvudsak är det. Den här typen av kompressor använder sig av centrifugalkraft för att komprimera luft till motorn.
Elektriska kompressorer
I jämförelse är en elektrisk kompressor en relativt ny teknik som startades på 1990-talet av BorgWarner. Den använder fordonets elkraft för att driva en kompressor som pressar in luft i motorn. Den vanliga 12-volts strömförsörjningen räcker dock inte till, och det är därför som elektriska kompressorer har blivit mer vanliga i biltillämpningar först på senare tid, i och med anpassningen av 48-volts strömförsörjningssystem.
Hur fungerar kompressorer?
Mekaniska kompressorer
En mekanisk kompressor är vanligtvis remdriven men kan också drivas av en axel, växel eller kedja som är kopplad till motorns vevaxel. Remmen löper på en remskiva som kan ändras för att ge mer eller mindre laddning när motorns varvtal ökar. Remskivan roterar i sin tur skruvarna eller axlarna i kompressorn som i sin tur komprimerar luften som går in i motorn.
En centrifugalkompressor drivs också av en rem som drivs av motorn, men i stället för att remskivan vrider skruvar eller axlar roterar den ett kugghjulssystem som i sin tur roterar turbinen som komprimerar luften genom centrifugalkrafter.
Till skillnad från en turboladdare kommer en mekanisk kompressor alltid att kräva en fysisk länk mellan sig själv och motorn för att ge laddning.
Elektriska kompressorer
I de få tillämpningar där elektriska kompressorer används fungerar de tillsammans med en turboladdare. Den elektriska kompressorn ger respons och laddning vid låga varvtal medan turbon bygger upp laddning. När turboladdaren har nått upp till rätt varvtal kopplas den elektriska kompressorn bort.
Till skillnad från en mekanisk kompressor kräver en elektrisk kompressor ingen fysisk koppling till motorns vevaxel för att fungera. Den kräver bara en kraftfull elektrisk källa, vilket är anledningen till att de flesta fordon med den här typen av teknik har större generatorer och ett 48-volts hybridsystem.
Fördelar och nackdelar med kompressorer
Fördelar
Den största fördelen med en kompressor är att den ger en omedelbar respons till skillnad från en turboladdare. Eftersom den drivs av motorn ger den alltid en viss mängd boost. När motorns varvtal ökar, ökar också den mängd laddning som produceras. Denna ökning av laddningen är också mycket mer gradvis än i ett fordon med en turboladdare.
En annan fördel med en kompressor är att den kan fungera med färre hjälpkomponenter än en motor som är utrustad med en turboladdare. I vissa fall behövs inga rör för att avleda tryckluften och ibland behövs inte heller någon mellankylare. Dessa minskar i sin tur komplexiteten och kostnaden.
Nackdelar
En av de största nackdelarna med kompressorer är att de är ineffektiva jämfört med sina motsvarigheter med turboladdare. I vissa fall krävs så mycket som en tredjedel av motorns vevaxeleffekt för att driva en kompressor. Dessutom är den termiska effektiviteten hos en kompressor lägre än hos en turboladdare, eftersom en turbo använder energi från avgaserna som annars skulle gå till spillo. Detta är huvudskälet till att många fordon på vägarna idag, till exempel Chevrolet Silverado 1500 2.7L, använder en turboladdare istället för en kompressor.
Charge är också en term inom ishockey, som man får sitta i båset för om man utför.