13

Система впуска/наддува

S452_028

блок наддува

воздушный 
фильтр

интеркулер

резонатор Гельмгольца

Одной из важных задач при разработке двигателя было обеспечение минимального шумообразования 
нагнетателя и в целом впускного тракта двигателя. Так, например, между воздушным фильтром и нагнетателем 
установлен резонатор. Этот резонатор называется по имени своего изобретателя резонатор Гельмгольца. 
Задача резонатора Гельмгольца заключается в том, чтобы преобразовывать энергию звуковых колебаний 
в другие формы энергии, например, в энергию движения воздуха.

Система впуска/наддува

Центральной частью системы подачи воздуха в цилиндры двигателя является установленный в развале 
цилиндров блок нагнетателя. Внутри него расположены роторы нагнетателя, интеркулеры и другие 
компоненты.

роторы компрессора

14

Система впуска/наддува

S452_008

ротор 2

ротор 1

вход воздушного 

потока

выход воздуха

Нагнетатель братьев Рутс

Первые нагнетатели системы Рутс 
оснащались двухлопастными роторами, 
которые обеспечивали только подачу 
воздуха, без его сжатия.

Линия входа@выхода воздуха была 
перпендикулярна осям роторов.

Сегодня роторные нагнетатели оснащаются 
преимущественно трёхлопастными 
спиральными роторами. Линия впуска@
выпуска в них параллельна осям роторов, 
при этом обеспечивается одновременно 
подача и сжатие воздуха.

Основы устройства приводных нагнетателей

Установленный в двигателе нагнетатель является по своей принципиальной схеме роторным нагнетателем. 
Иногда его также называют нагнетателем Рутса, по имени братьев Филандера и Фрэнсиса Рутс, которые 
запатентовали конструкцию такого нагнетателя в 1860 году. Роторный нагнетатель состоит из камеры, 
в которой установлены два вала с роторами, связанные между собой за пределами камеры зубчатой парой, 
так что они вращаются синхронно, с одинаковой частотой, но в противоположные стороны.

Такие нагнетатели не имеют никаких внутренних уплотнений, поэтому при их конструировании исключительно 
важно обеспечить минимальные зазоры между самими роторами и между роторами и стенками камеры. 
Сложность: при этом соприкосновение этих деталей и трение между ними должно, по возможности, 
отсутствовать.
Принцип работы нагнетателя заключается в том, что при вращении роторов воздух на входе 
(сторона всасывания) захватывается роторами и подаётся ими к выходу (сторона давления).

S452_065

15

Преимущества и недостатки механических 
нагнетателей

Нагнетатель в разрезе

S452_007

Ниже представлены достоинства и недостатки использования в системе наддува механического нагнетателя.

Преимущества

Недостатки

●

при необходимости давление наддува создаётся немедленно

●

давление наддува создается постоянно и повышается с ростом 
оборотов.

●

получаемый наддувочный воздух не требует такого 
интенсивного охлаждения.

●

долгий срок службы, незначительный объём обслуживания

●

компактность конструкции (может быть удобно расположен 
в развале цилиндров вместо впускного коллектора)

●

быстрый, динамичный рост крутящего момента; более ранее 
достижение  максимального крутящего момента, отсюда 
хорошие характеристики при трогании/разгоне

●

очень короткий путь наддувочного воздуха из нагнетателя 
в цилиндры, в результате незначительный объём наддувочного 
тракта, способствующий быстрому увеличению давления 
воздуха и спонтанной реакции двигателя на газ

●

лучшие условия для работы системы выпуска ОГ;
причина: катализатор быстрее достигает своей рабочей 
температуры. В двигателе с турбонагнетателем часть тепловой 
энергии ОГ расходуется на привод турбонагнетателя.

●

очень сложен и затратен 
в производстве вследствие 
минимальных допусков (роторов 
к стенкам и роторов между собой)

●

чувствителен к проникновению 
посторонних объектов в контур 
чистого воздуха

●

сравнительно большая масса

●

большие затраты на 
шумоподавление

●

на привод механического 
нагнетателя расходуется часть 
мощности двигателя.

16

Система впуска/наддува

шкив

корпус привода

гаситель колебаний (SSI)

приводной вал 
с подшипниковой опорой

крышка

передний подшипник 
ротора

синхронизирующие 
шестерни

роторы нагнетателя

Устройство

Блок наддува полностью расположен в развале 
между рядами цилиндров двигателя. Это позволило 
обеспечить меньшую высоту двигателя и соблюсти 
требования, связанные с защитой пешеходов. 
Общая масса блока составляет 18 кг 
(незаполненного охлаждающей жидкостью).

Блок наддува

В блоке наддува Volkswagen четырёхлопастные спиральные роторы. Каждая из лопастей обоих роторов 
закручивается по длине ротора на 160°. Этим обеспечивается непрерывная подача воздуха с минимальной 
пульсацией давления.