В мастерской я часто сталкиваюсь с клиентскими моторами, которым не хватает кислорода при разгоне. Нагнетатель через ременную или зубчатую передачу подаёт сжатый воздух прямо в цилиндры, повышая литровую отдачу без задержки отклика.
Как дышит двигатель
Давление в коллекторе растёт пропорционально квадрату оборотов нагнетателя. При механическом приводе крыльчатка движется синхронно с коленвалом, поэтому отклик ощущается при первых же оборотах. Полоска наддува, наблюдаемая на манометре, удерживается клапаном байпаса, защищающим поршневую группу от детонации. Правильная калибровка смеси и угла зажигания превращает дополнительный воздух в прирост крутящего момента, а не в тепловые потери.
Сжатие сопровождается ростом энтальпии, для сдерживания температурного всплеска служит интеркулер. Адиабатический КПД винтового нагнетателя выше, чем у центробежного, благодаря меньшим вихревым потерям. В условиях городского цикла разница достигает 6–8 %.
Основные типы
Винтовой (Lysholm) использует два ротора с геликоидальными лопастями. Густой поток воздуха продавливается вдоль оси, создавая устойчивый градиент давления и характерный посвист. Корневой (Roots) задействует парные трёхлепестковые блоки, создающие пульсирующий поток с выраженной акустической подписью. Центробежный похож на турбокомпрессор без горячей улитки: крыльчатка разгоняет воздух радиально, после чего коллектор-диффузор превращает кинетическую энергию в статическую. Каждый вид предъявляет свои требования к ременному передаточному числу, охлаждению и смазке.
По сравнению с турбиной, нагнетатель не зависит от тепловых потерьоков выхлопа, поэтому отклик ощущается при первых же оборотах. Обратная сторона — паразитические потери на привод, доходящие до 50 кВт на предельных режимах V-образных моторов.
Обслуживание и ресурс
Корпус и роторы подвержены кавитационной эрозии при дефиците смазки. Я меняю масло в отдельном картере каждые 15 000 км, применяя полиальфаолейфиновый базовый компонент с индексом кинематической вязкости 46 cSt. Натяжение ремня проверяю по спектру вибраций с помощью лазерного тахометра: частота основной гармоники должна лежать в пределах 300–320 Гц. Отклонения вызывают биение валов и ускоряют износ игольчатых подшипников.
При установке на двигатель с высоким степенью сжатия применяю толстостенные прокладки ГБЦ, иду по пути снижения угла опережения, дополняю топливную карту обогащением на 0,5 λ. Детонационный фон отслеживаю датчиком, подключённым к широкополосному анализатору Саймондса для оценки коэффициента цикловой нестабильности.
В гоночной практике я даю винтовому нагнетателю паузу каждые два часа работы, охлаждая корпус инеевым спреем с содержанием пропана-бутана. Такой приём укорачивает фазу теплового ударного цикла и удерживает масло от коксования.
При грамотной настройке ресурс механизма достигает 200 000 км. Нагнетатель дарит двигателю второе дыхание без турбоямы, однако уход за ним дисциплинирует владельца. Конструкция проста, но детали живут под давлением и температурой, поэтому я всегда держу микрометр и эндоскоп под рукой.
