Ηλεκτρικοί υπερσυμπιεστές ή υβριδικοί, υπερσυμπιεστής με μηχανική κίνηση τουρμπίνας και φυγοκεντρικό συμπιεστή, υπερσυμπιεστές γεννήτριες …και οι εξελίξεις τρέχουν!
Στην προσπάθεια λοιπόν σήμερα των κατασκευαστών για μείωση της καταναλισκόμενης ενέργειας, των κινητήρων, την βελτίωση των εκπομπών σε συνδυασμό με την αύξηση της απόδοσης και την μείωση του μεγέθους του κινητήρα, δύσκολοι συνδυασμοί, οι τεχνολογικές καινοτομίες βρίσκουν άμεσα εφαρμογή. Ας επισημανθούν όμως αρχικά μερικά βασικά στοιχεία σχετικά με τους υπερσυμπιεστές.
Γενικά
Η ενέργεια η οποία χρησιμοποιείται για την κίνηση ενός αυτοκινήτου μέσω του κινητήρα, προέρχεται από την καύση ενός μείγματος υδρογονανθράκων με το οξυγόνο του ατμοσφαιρικού αέρα. Η ισχύς και η ροπή λοιπόν ενός κινητήρα εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη ποσότητα του μείγματος αέρα – βενζίνης που εισέρχεται στους κυλίνδρους.
Σε έναν «ατμοσφαιρικό» κινητήρα ο όγκος του μείγματος που μπορεί να αναρροφηθεί από την παλινδρομική κίνηση του εμβόλου δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερος από τον κυβισμό του συγκεκριμένου κυλίνδρου, ενώ περιορίζεται σημαντικά η μάζα του από τις διάφορες απώλειες στους αυλούς εισαγωγής, από τους στροβιλισμούς στις βαλβίδες, από την αντίσταση του φίλτρου αέρα, από την δημιουργία μιας υποπίεσης που εξαρτάται από την μηχανική κατάσταση του κινητήρα, από την αυξημένη θερμοκρασία της πολλαπλής κλπ.
Υπερσυμπιεστές
Συμπεραίνεται λοιπόν ότι για την αύξηση της ισχύος και της ροπής απαιτείται μια αύξηση της διαθέσιμης ενέργειας, δηλαδή μια αύξηση της ποσότητας του μείγματος η οποία μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την προσθήκη αέρα στους κυλίνδρους για να μην αλλάξει η σχέση αέρα – βενζίνης η οποία πρέπει να είναι σταθερή (λόγος λ=1). Η επιπλέον παροχή ποσότητας αέρα με πίεση μέσα στους κυλίνδρους, λέγεται υπερπλήρωση (υπερτροφοδότηση) και γίνεται με τους υπερσυμπιεστές.
Τομή φυγοκεντρικού συμπιεστή
Οι υπερσυμπιεστές ταξινομούνταν μέχρι πρότινος ανάλογα με τον τρόπο κίνησης σε τρείς κατηγορίες:
- Μηχανικοί υπερσυμπιεστές, με κίνηση από το στρόφαλο της μηχανής
- Στροβιλοσυμπιεστές, με κίνηση από τα καυσαέρια του κινητήρα με σταθερή ή μεταβλητή γεωμετρία πτερυγίων.
- Συμπιεστές ωστικού κύματος (comprex) με ρυθμιστικού χαρακτήρα κίνηση από τον κινητήρα).
Σήμερα με τις εξελίξεις να τρέχουν προστέθηκαν και οι:
- Ηλεκτρικοί υπερσυμπιεστές η υβριδικοί,
- Υπερσυμπιεστής με μηχανική κίνηση τουρμπίνας και φυγοκεντρικό συμπιεστή,
- Υπερσυμπιεστές γεννήτριες
