Нагнетатель волн давления (также известный как волновой ротор [1] ) — это тип технологии нагнетателя , который использует волны давления, создаваемые импульсами выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, для сжатия всасываемого воздуха . Его автомобильное использование не получило широкого распространения; наиболее широко используемый пример — Comprex , разработанный Brown Boveri . [2] [3] [4]
Valmet Tractors of Finland были одними из первых, кто использовал это устройство, когда они установили его на двигатель 411CX, который приводил в действие их модель 1203 1980 года. Хотя это обеспечивало полезное увеличение производительности, его посчитали слишком дорогим для внедрения в более поздние модели. [5] Одной из первых установок в легковом автомобиле был Rinspeed Topaz Comprex, шоу-кар на базе Volkswagen Golf, представленный на Женевском автосалоне 1982 года . [6] Ferrari испытала такое устройство во время разработки автомобиля Формулы-1 126C . Система не поддавалась такой аккуратной установке, как альтернативная схема с двумя турбокомпрессорами, и автомобиль никогда не участвовал в гонках в таком виде. [7] Более успешное применение было в дизельном двигателе серии RF , установленном в Mazda 626 Capella 1988 года ; в конечном итоге 150 000 дизельных автомобилей Mazda были оснащены нагнетателем Comprex. Другими пользователями были Peugeot , Opel и Mercedes-Benz .
Концепт -кар Greenpeace SmILE использует волновой нагнетатель Hyprex, разработанный швейцарской компанией Wenko AG . [4] NASA использует волновые роторы в экспериментах, пытаясь повысить эффективность газовой турбины . Волновой ротор размещается между компрессором, камерой сгорания и турбинными секциями для извлечения большего количества энергии из процесса сгорания. [8] [9]
Процесс управляется цилиндрическим ротором ячейки, приводимым в движение коленчатым валом двигателя через ремень или цепь. Отдельные ячейки попеременно открывают и закрывают отверстия для выхлопных газов и свежего воздуха. Когда достигается отверстие на стороне выхлопных газов, сжатый выхлопной газ поступает в ячейку и сжимает там свежий воздух (этап схемы 2). Когда ротор ячейки продолжает вращаться и достигает отверстия на стороне впуска, сжатый воздух поступает в двигатель (3). Прежде чем выхлопные газы смогут потечь, отверстие снова закрывается, и столб выхлопных газов отражается перед входом в двигатель (4). Выхлопной газ выходит с высокой скоростью, всасывая дополнительный впускной воздух в ячейку за собой, повторяя процесс (1).
Обмен энергией в нагнетателе с волной давления происходит со скоростью звука, что приводит к хорошему отклику даже при низких оборотах двигателя, что является обычным недостатком двигателей с турбонаддувом. Он сочетает в себе преимущества механического и выхлопного газового наддува, предлагая достаточный крутящий момент при низких оборотах двигателя. [10]
Система Comprex имеет два недостатка. Во-первых, выхлопные газы смешиваются со свежим воздухом, необходимым для сгорания, что приводит к некоторой рециркуляции сгоревшего газа. Во-вторых, это смешивание также повышает температуру всасываемого газа. Оба эти недостатка гораздо менее значимы для дизельного двигателя, чем для бензинового, поэтому Comprex редко встречается в бензиновых двигателях. [11] [12]
Система управления для оптимизации производительности была запатентована в 1986 году Хатиро Аоки для Diesel Kiki Co. Ltd., Токио, Япония - Патент США 4563997. [13]