Supercharger Opcje

[maleckis]

Witam.
Bez większych wstępów. Chciałbym, abyście wyjaśnili mi kilka niezrozumiałych dla mnie kwestii przy instalacji kompresora (osiowego) w silniku wolnossącym.

1) Kompresor ładuje ciągle to samo ciśnienie. W takim razie jak wygląda sytuacja, kiedy samochód stoi z włączonym silnikiem? Wytwarzane ciągle ciśnienie powinno mieć jakieś dodatkowe ujście (przepustnice są zamknięte), tak?

2) Może się zdarzyć, że kompresor ładując powiedzmy 0.4 bar nie zaspokoi silnika na wysokich obrotach, a na niskich będzie go za dużo. Jak wygląda regulacja?

3) Jak obliczyć ile obrotów potrzebuje kompresor, aby dał dane ciśnienie?

4) Jak obliczyć średnicę kółka kompresora, aby wytworzył ciśnienie, które chcemy osiągnąć, dla danego silnika? Czy są jakieś możliwości wyliczenia, czy dany SC przy doładowaniu ok. 0.4 bar jest wstanie zaspokoić zapotrzebowanie M3?

5) Czy przepływomierz należy dać za SC?

Z góry dziękuje za wszystkie konkretne odpowiedzi. Pozdrawiam,
Maleckis.

[Wspieraj forum]

[240Z]

1) Kompresor ładuje ciągle to samo ciśnienie. W takim razie jak wygląda sytuacja, kiedy samochód stoi z włączonym silnikiem? Wytwarzane ciągle ciśnienie powinno mieć jakieś dodatkowe ujście (przepustnice są zamknięte), tak?

Nie. Kompresor ładuje ciśnienie w zależności od osiąganych przez niego obrotów, które z kolei zależą bezpośrednio od obrotów silnika. Wolne obroty wału korbowego = małe ciśnienie doładowania. Rosnące obroty wału -> rosnące ciśnienie doładowania.

2) Może się zdarzyć, że kompresor ładując powiedzmy 0.4 bar nie zaspokoi silnika na wysokich obrotach, a na niskich będzie go za dużo. Jak wygląda regulacja?

Z w/w powodów kompresor nie ładuje stale w całym zakresie obrotów, więc nie masz powodów żeby się martwić.

[jtjerry]

ups

[240Z]

Dobrze gada, dać mu wódki...

...inna sprawa że kolega pisze cały czas o kompresorze osiowym, przez co centrifugal automatycznie odpada. Zresztą, do M3 robione są na bazie Vortecha kity ESS, które "na gotowo" montujesz do fabrycznego S50 i jeździsz, więc kolega zapewne nie chciałby się babrać w g...ie próbując coś takiego wyrzeźbić samemu.

[hin]

1. Jak pisał 240Z + dodatkowo bywa że montuje się zawór sterowany podciśnieniem- zamukasz przepustnice, podciśnienie w kolektorze dolotowym, otwiera się zawór i nadmiar powietrza zza kompresora (o ile jest zamontowany przed przepustnicą) wraca na jego wlot. Poszukaj na forum było coś niedawno o kompresorach i o tym też
2. Dokładnie to samo co pisał 240Z

3. Najpierw musisz policzyć ile Twój silnik potrzebuje powietrza dla tych obrotów przy których chcesz to ciśnienie osiągnąć, potem z danych producentów kompresorów szukasz takiego który przy danym przepływie powietrza (czyli to co potrzebuje Twój silnik) będzie w stanie wytworzyć pożądane przez Ciebie ciśnienie jednocześnie osiągając przy tym możliwie najwyższą sprawność termiczną (w skrócie- taki który przy powyższych parametrach możliwie najmniej podgrzeje to powietrze). Obroty jakich potrzebujesz też znajdziesz w danych producenta.
Jakoś tak. Jak chcesz to mogę dokładniej ale muszę sięgnąć do literatury i zasobów sieci a dziś już nie mam siły

4. Mając obroty kompresora przy których osiągasz dany przepływ i ciśnienie i obroty silnika wyliczasz sobie jakie przełożenie jest Ci potrzebne.
+ostatnie zdanie jak w punkcie powyżej

5. Przed

Jtjerry, chyba jesteś zagorzalym przeciwnikiem odśrodkowych kompresorów. Moim zdaniem- każde rozwiązanie ma swoje wady i zalety. Zależy czego dokładnie oczekujesz.

[maleckis]

Jak chcesz to mogę dokładniej ale muszę sięgnąć do literatury i zasobów sieci a dziś już nie mam siły

Bardzo bym prosił. Rozumiem, że wylicza się na podstawie jakichś wzorów. Czy masz takowe również w swojej literaturze?

Pozdrawiam,
Maleckis.

[jtjerry]

ups

[artix]

nie lubie ich bo działaja liniowo i próg sensownego ladowania osiagaja bardzo wysoko. jeśli silnik kręci sie do 7500 rpm to jesli coś sensownego bedzie dopiero przy 6000 to jaki jest tego fun? trwac bedzie sekundę. jeśli zas dasz taki który zacznie ladowac powiedzny przy 4000 rpm to powyzej 6000 juznie wydoli czyli bedzie dobrze ciagnął w zakresie 5000 rpm a potem porazka.
ludzie mysla ze kompresor osiowy to jak dobrze dobrane streetowe turbo : utrzyma np 0.4 bara od 30-100% rpm. niestety w kompresorze ala vortech, paxton przełozenie jest stałe i liniowe(to oczywiste ale tak na wszelki wypadek przypominam), zalezy jedynie od obrotów i prawda jest niestety taka ze zakres uzyteczny niezaleznie gdzie go wsadzić jest bardzo krótki. poza tym zakresem taki kompresor to tylko tak jak 5 włączonych kompresorów klimy. ot ssie se moc z silnika nie dajac nic w zamian.

realnie gdy załozymy ze max obroty to 7500 i tam ma być 0.4 bara bedzie to wygladac mniej wiecej tak:
1000 do 5000 rmp nic tylko starty

5500 rpm: 1 psi (uch... czad,)
6000 rpm: 2.5 psi
7000 rpm: 4 psi
7500 rpm: żegnaj gienia, koniec obrotów, tośmy sie najeździli

ale widze ze kolega napalony wiec niech se go montuje. w końcu wszystko jest dla ludzi.

znam wielu uzytkonikow kompressorow na bazie turbo i maja wrecz odwrotne zdanie niz ty

dodam , ja tez mam inne

a co do energji ktora pozeraja to srubowe bija osiowe na glowe

[Vitesse]

Mam wykres z hamowni Citroena ZX 2.0i 16V 150 KM, ktory dostal kompresor odsrodkowy ladujacy 0,30 bara. I jakos nie widze rewelacji o jakich pisze jtjerry. Na wykresie widac, ze moment i moc sa wyzsze juz od niskich obrotow silnika, przy 3500 moment jest wyzszy o 30% od seryjnego a moc wzrasta z seryjnych 150 KM przy 6000 do ponad 190 KM dostepnych w zakresie 5500-6500.

[maleckis]

Witam.
Chyba się zupełnie nie zrozumieliśmy kolego jtjerry. Ja w ogóle nie biorę pod uwagę kompresorów odśrodkowych typu centrifugal. Możliwe, że to nieporozumienie wynika z mojego błędu. Zawsze myślałem, że kompresory positive, które tak zachwalasz (roots, twin-screw, mnie interesuje Eaton), to kompresory osiowe. Jestem w błędzie?

Mam wykres z hamowni Citroena ZX 2.0i 16V 150 KM, ktory dostal kompresor odsrodkowy ladujacy 0,30 bara. I jakos nie widze rewelacji o jakich pisze jtjerry. Na wykresie widac, ze moment i moc sa wyzsze juz od niskich obrotow silnika, przy 3500 moment jest wyzszy o 30% od seryjnego a moc wzrasta z seryjnych 150 KM przy 6000 do ponad 190 KM dostepnych w zakresie 5500-6500.

Czy to Twój Citroen? Czy masz w nim pełną instalacje, tzn. wraz z intercoolerem? W jaki sposób i kto wystroił Ci elektronikę?
Pozdrawiam,
Maleckis.

[Vitesse]

Ja mam Xsare 2.0i 16V 163 KM a 171 KM wyszlo na hamowni po modyfikacjach w wydechu.
Co do kompresora w ZXie 2.0i 16V to oferowala je jedna z firm w niemczech zajmujaca sie tuningiem aut Citroen/Peugeot. Oferowala caly zestaw do silnikow benzynowych 2.0 i 1.9 skladajacy sie z kompresora wraz z przekladnia i systemem smarownia (filtr ze zbiorniczkiem na zewnatrz, pompa wbudowana w przekladnie) oraz chlodzenia oleju (mala chlodniczka montowana na intercoolerze), orurowania, interoolera, z elementami montazowymi, kolkami, paskiem, napinaczem itd - ot taki kit. O ile pamietam auto nie moglo miec tylko klimy bo sie oba kompresory na raz nie miescily. Oferowano zestawy z certyfikatem TUV (ponizej 0,4 bara) i bez TUV (od 0,4 bara). Dzis taki zestaw to zabytek, tak jak ZX, bo przekladnia kompresora byla duza i glosna (klasyczna konstrukcja), dzis mozna kupic znacznie lepszego Rotrex'a (lepsza wydajnosc, kompaktowy rozmiar, niski halas). W Belgii znowu tunerzy woleli montowac do aut PSA kompresory typu positive ale z ich montazem jest klopot bo sa sporych rozmiarow i trzeba kombinowac z ich wpasowaniem pod maske oraz z przekazaniem na nie napedu z paska.
PS. Kiedys krazyl po necie jakis film z BMW E36 w ktorym zamontowany byl kompresor odsrodkowy i goscie tym ganiali z powodzeniem po autostradach jakies wloskie super-fury typu Lambo czy Ferrari. To sie dzialo gdzies w europie.

[hin]

Jak chcesz to mogę dokładniej ale muszę sięgnąć do literatury i zasobów sieci a dziś już nie mam siły

Bardzo bym prosił. Rozumiem, że wylicza się na podstawie jakichś wzorów. Czy masz takowe również w swojej literaturze?

Pozdrawiam,
Maleckis.

Mam, wszystko mam, wzory mam tylko czasu nie mam.
Tak więc sorry ale wrzucę nie wczesniej niż w sobotę

[jtjerry]

ups

[olozwirski]

A nie lepiej zamontowac kompresor srubowy (whipple, lysholm, kennet bell), z tego co wiem to najwydajniejsze obecnie kompresory na rynku, znacznie lepsze od roots (trd, eaton) przy wyzszych cisnieniach, nie mowiac juz o centrafugial (paxton, vortech)

[Butch]

A moze ma ktos materialy na temat podlaczenia podcisnienia do zaworu bypass przy kompresorze M90 (Eaton) i w ogole jakies szczegolowe informacje na temat tego zaworu i montazu tego typu kompresora?
Albo instrukcje serwisowa do Forda Thunderbirda 89-93 (z takiego auta jest wyjety kompresor, ktory kupilem)?

Bede wdzieczny za kazdy trop

[hin]

Z tego co wiem to raczej każdy bypass podłącza sie tak samo... Zawór za kompresorem z wylotem podłączonym do wejścia kompresora (nie wiem, ale chyba może też być do atmosfery) oidciśnienie z kolektora dolotowego... Żadna filozofia... Oczywiście to wszystko pod warunkiem że przepustnica jest przed kompresorem.

Ok, teraz do Autora, trochę teorii.
Będę pisał trochę po angielsku żeby uniknąć pomyłek gdybym cos źle przetłumaczył
przykładowe obliczenia będą dla silnika:
-pojemność: 302 cid
-220 KM @ 5500 rpm
-sprawność wolumetryczna: 80%
-ma być 320 KM@5500 rpm

1. liczymy "Density ratio"

zaczynamy od liczenia o ile wzrośnei nam temperatura:

Temperature gain = (((PR do potęgi 0,28 ) -1) x Tabs)/TE

PR- ciśnienie absolutne w atmosferach
Tabs- temperatura w skali absolutnej w st F (średnio można przyjąć 550- przeciętny słoneczny dzień)
TE- sprawność termiczna kompresora- piszemy w liczbach całkowitych (np 55% piszemy jako 0,55)
wyjściowo mamy wzrost temperatury w st F
Policzmy przykładowo:
ciśnienie pożądane to 1.45 (absolutne czyli to jakie chcemy pompować + 1 atm ciśnienia atmosferycznego czyli 0,45 + 1)
Tabs to 550
TE to 55%

(((1.45 do potęgi 0.28 ) -1)x550)/0,55 = 110 st F

teraz przeciętny dzień temp 90 st F + wzrost o 110 st F tak więc na wyjściu kompresora mamy temperaturę 200 st F (bez intercoolera)

Liczymy density ratio:
DR= Oabs/Fabs

DR- density ratio
Oabs-original absolute temperature
Fabs-Final Absolute temperature

Oabs to u nas 90 st + 460 st (dla temperatury absolutnej dodajemy 460 st- stąd się wzięło 460)
Fabs to 200 st + 460 st

Tak więc:
DR= (460+90)/(460+200)=0.83
Spadek gęstości (density) o 17% to bardzo dużo
Dodajemy intercooler o sprawności 85%
wzrost temperatury będzie wtedy:
110 st x (1-0,85)= 17 st F
tak więc będziemy mieli temperaturę na wyjściu : 90 st+ 17 st= 107 st F
Tak więc DR=(460+90)/(460+107)=0.97

Dalej:

ciśnienie= moc jaką chcemy osiągnąć/(moc seryjna x wskaźnik gęstości (density ratio) x wskaźnik sprawności wolumetrycznej x sprawność układu napędowego kompresora

tak więc bez intercoolera mamy:

320/(220 x 0.83 x 1.15 x 0.90)= 1.69 (w skali absolutnej)

dodam jeszcze że:
-wskaźnik sprawności wolumetrycznej liczy się: sprawność wolumetryczna kompresora/ sprawność wolumetryczna silnika
czyli przyjmując dla kompresora 92% mamy:
92/80=115%- stąd 1.15 w obliczeniach
-sprawność układy napędowego przyjęto na 90 % (10% strat na napędzie kompresora)

z intercoolerem:
320/(220 x 0.97 x 1.15 x 0.90)=1.45

Teraz liczymy ile powietrza silnik potrzebuje:
base engine airflow rate= (pojemnoćś (cid) x rpm x 0.5 x VE (sprawnośc wolumetryczna silnika))/1.728= (302 x 5500 x 0.5 x 0.80)/1.728= 384 cfm

liczymy ile potrzeba powietrza żebyśmy osiągnęli zakładaną moc:
desired airflow rate= basi engine airflow rate x ciśnienie
Czyli nasz układ z intercoolerem:
384 x 1.45= 557 cfm

Teraz dobieramy kompresor
nasz przykładowy kompresor podaje 90 cid na jeden obrót- zamieniamy na cfm

90/1.728=0.052 cfm/ obrót kompresora

obroty kompresora jakich potrzebujemy to:
557 cfm (tyle ile potrzebuje silnik)/0.052 cfm= 10712 obrotów
jeżeli nasz maksymalne obroty naszego kompresora są większe niż ta wartość, należy poszukać innego.

Tak więc mamy potrzebne dane do doboru kompresora
nasz przykładowy kompresor (Eaton 90) ma max obroty na poziomie 15 000 tak więc możemy go zastosować.

Teraz liczymy pulley ratio
pulley ratio: obroty kompresora/obroty silnika (maksymalne)= 10712/5500= 1.95
tak więc koło pasowe na wale korbowym musi być 1.95 raza większe od kółka na kompresorze. jeśli kompresor ma kółko o średnicy 2.5 cala to na wale korbowym potrzebujemy:
2.5 X 1.95= 4.88 cala

To by było na tyle chyba. Kilka rzeczy które uznałem za mniej istotne celowo pominąłem.
Jeśli coś pochrzaniłem, koniecznie proszę mnie poprawić.
Źródło to "Supercharged! Design, testing and installation of supercharger systems" by Corky Bell (ten sam co Maximum Boost). Jeśli jesteś poważnei zainteresowany tematem kompresorów to bardzo polecam tą książkę.

Aha, obliczenia te są dla kompresorów typu roots (nie dla samych Roots-ów tylko dla typu roots, nie są skuteczne dla odśrodkowych, dla Twin Screw też są chyba jakieś różnice)

[maleckis]

Bardzo dziękuję. Trochę siedziałem nad Twoim postem. Dzięki tym obliczeniom poprawiłem trochę błędów w rozumowaniu i obliczeniach.
Mam M3 3.0 286 PS (moc maksymalna przy 7000 RPM).

Rozumiem, że to pierwsze ciśnienie absolutne (PR) to iloraz mocy pożądanej i tej, od której startujemy. Dla 380 PS wyszło mi 1.33.
Temperatura wzrośnie o 76,2 (wydajność termiczna kompresora Eaton wynosi 60%), więc na wyjściu z kompresora będę miał 166 st F.
DR=(460+90)/(460+166)=0,88
...i teraz pojawia się dla mnie sporna kwestia. Zakładasz, że wydajność pojemnościowa silnika to 80%. Czy to czasem nie jest dla silników, które mają 2 zawory na cylinder? M3 ma 4 zaworki na jeden cylinder, czyli około 90%. Jestem w błędzie?

Zakładając, że nie użyję intercoolera (tak chcę zrobić) oraz VE=90%, to ciśnienie teraz będzie równało się 1,60.
Zapotrzebowanie silnika:
N/A M3 - 294CFM
Supercharged M3 - 294*1,6= 490 CFM

Potrzebne obroty kompresora:
490/0,052=9423
oraz pulley ratio to 1,35.

Za pierwszymi razami moich prób wychodziło mi, że M90 musiałby być dwukrotnie większy, aby zaspokoić zapotrzebowanie M3 przy małych doładowaniach . Teraz sytuacja wygląda trochę bardziej optymistycznie.

Jeżeli kiedyś byś znalazł trochę czasu to popraw mnie, jeśli zrobiłem jakiś błąd, panie profesorze .

Pozdrawiam i miłej niedzieli,
Maleckis.

[hin]

Rozumiem, że to pierwsze ciśnienie absolutne (PR) to iloraz mocy pożądanej i tej, od której startujemy

Tak, Pressure Ratio (w wartości absolutnej) to iloraz mocy pożądanej i fabrycznej.

Wyszło Ci 1.33 tak więc odejmując ciśnienie atmosferyczne potrzebujesz 0.33 bar boost-u. Czyli ok 5 psi.

Zakładasz, że wydajność pojemnościowa silnika to 80%. Czy to czasem nie jest dla silników, które mają 2 zawory na cylinder? M3 ma 4 zaworki na jeden cylinder, czyli około 90%. Jestem w błędzie?

80% było założone dla tamtego silnika; Twój myślę że będzie miał około lub ponad 90%

[maleckis]

Ale tym ostatecznym doładowaniem (które teoretycznie będę ustawiał w zamonotowanym już do silnika kompresorze) będzie 0,60 bar, aby osiągnąc pożądaną moc, tak?

Edit.
Czy do wystrojenia takiej modyfikacji starczyłaby "świnka"? M3 seryjnie wyposażony jest tylko w przepływomierz. Czy przy doładowaniach rzędu 0.4-0.5 bar MAF przekroczy swoje maksimum odczytu? Czy "świnki" mogą korzystać z MAF? Jeśli tak, to czy jest to dobre wyjście? Czy nie będzie miała problemu z zamaskowaniem odczytu?

[hin]

Tak, na to wychodzi że będzie to 0.6 bar czyli 8,5 psi.
Aczkolwiek warto by było policzyć to wszystko jeszcze raz właśnie dla tego doładowania.
jak znajdę chwilę wieczorem to spróbuję to sam policzyć i zobaczymy co mi wyjdzie.

Co do świń to one działają właśnie tak że modyfikują sygnał z MAF; ale do ilu starcza przepływka w Twoim aucie tego już nie wiem; poszukaj na forum albo zapytaj w dziale M-power.