Sobrealimentador

Un sobrealimentador (temén chamado frecuentemente supercargador, como tradución da palabra inglesa supercharger) é un  compresor de aire que aumenta a presión ou densidade do aire subministrado a un motor de combustión interna. Isto dá a cada ciclo de admisión do motor máis osíxeno, deixándoo queimar máis combustible e facer máis  traballo, aumentando así a potencia de saída.   

A potencia do sobrealimentador proporciónase mecanicamente mediante correas, cadeas ou eixes conectados ao veo de manivelas do motor. Dependendo de que tipo de sobrealimentador se trate, no caso dun centrífugo, esta enerxía converte un rotor con pas que introduce aire presurizado no motor. Isto proporciona a cada ciclo de admisión de motor máis osíxeno, permitindo que se queime máis combustible e faga máis traballo, aumentando a potencia do combustible.

O uso común restrinxe o termo sobrealimentador a unidades accionadas mecanicamente, cando a enerxía é subministrada por unha turbina alimentada por gases de escape, o sobrealimentador coñécese como turbocompresor ou só turbo, ou no pasado un turbosupercargador.

 Historia 
 thumb | Animación do sobrealimentador

En 1848 ou 1849, G. Jones de Birmingham, Inglaterra presentou un compresor de estilo Roots. 

En 1860, os irmáns  Philander e Francis Marion Roots, fundadores da Roots Blower Company de Connersville, Indiana, patentaron o deseño dun motor de aire para o seu uso en alto fornos e outras aplicacións industriais.

Dugald Clerk ​​fabricóu o primeiro motor sobrealimentado funcional e realmente probado do mundo, que o usou para o primeiro motor de dous tempos en 1978.<! - A finais do século XIX chegou a Alemaña, onde un enxeñeiro chamado Krigar  inventou unha bomba de aire que utilizaba dous eixes rotativos que comprimían o aire. A combinación do par de invencións resultou nunha terceira. -> Gottlieb Daimler recibiu unha patente alemá para sobrealimentar un motor de combustión interna en 1885.  Louis Renault patentou un sobrealimentador centrífugo en Francia en 1902. Lee Chadwick de Pottstown, Pensilvania construíu un coche de carreiras sobrealimentado, en 1908 que supostamente alcanzou unha velocidade de 160 km/h.

Os primeiros coches producidos en serie do mundo con sobrealimentadores foron os  Mercedes 6/25/40 hp e Mercedes 10/40 / 65 hp. Ambos modelos presentáronse en 1921 e tiñan sobrealimentadores Roots. Distinguíronse como modelos " Kompressor", a orixe da insignia Mercedes-Benz que continúa na actualidade.

O 24 de marzo de 1878, o alemán Heinrich Krigar obtivo a patente nº 4121, patentando o primeiro compresor tipo parafuso. Máis tarde ese mesmo ano o 16 de agosto obtivo a patente nº 7116 despois de modificar e mellorar o seu deseño orixinal. Os seus deseños mostran un conxunto de rotor de dous lóbulos con cada rotor coa mesma forma que o outro. Aínda que o deseño se asemellaba ao compresor de estilo Roots, os "parafusos" amosáronse claramente con 180 graos de torsión ao longo da súa lonxitude. Desafortunadamente, a tecnoloxía da época non era suficiente para producir tal unidade e Heinrich non avanzou máis co compresor de parafuso. Case medio século despois, en 1935, Alf Lysholm, que traballaba para Ljungströms Ångturbin AB (máis tarde coñecido como Svenska Rotor Maskiner AB ou SRM en 1951), patentou o deseño con cinco rotores femia e catro machos. Tamén patentou o método para mecanizar os rotores do compresor.

 Funcionamento 
 esquerda | miniatura | 250px
Os sobrealimentadores nos anos 90 son simplemente compresores é o aire que reciben o seu mando do motor, é dicir, son alimentados pola potencia do motor. Usados ​​nos turismos, os sobrealimentadores reciben a forza por unha correa desde o eixo do veo de maivelas, a un ritmo que vai coa velocidade do motor. Aínda que o supercargador consome certa potencia do motor, a ganancia de potencia obtida é maior.

Existen varios tipos de deseños de sobrealimentadores, sendo o máis común a variedade Rootes. Neste deseño, a potencia do motor acciona un eixe que percorre toda a lonxitude da tapa do sobrealimentador. Este eixe está acoplado a través de engrenaxes a un segundo eixe, paralelo a el, tamén dentro da tapa. Ambos os eixos teñen rotores con lóbulos que se engrenan entre si, como unha engrenaxe moi grosa de 2 ou 3 dentes.

Os rotores xiran de xeito que os lóbulos se separan xusto na admisión da tapa, absorvendo aire dentro da tapa. Mentres os rotores xiran e os seus lóbulos separanse un doutro, cada un leva ao interior da tapa o aire frío atrapado nos lóbulos. Cando os lóbulos volven atoparse no escape da tapa, os lóbulos mesturadores dos rotores obrigan a que o aire flúa cara ao colector de admisión.

O xiro constante dos rotores trae máis aire ao motor do que pode consumir, provocando que a acumulación de aire presione o colector. Cando se abren as válvulas individuais de admisión do cilindro, o aire presurizado é forzado dentro dos cilindros.

Para evitar subidas de presión perigosas na admisión, ábrese unha válvula controlada polo ordenador do motor, que permite que o aire volva circular cara ao lado de admisión do sobrealimentador. Esta válvula tamén regula o nivel de potencia segundo as condicións de funcionamento do motor.

Como o sobrealimentador está conectado directamente ao motor mediante unha correa, o seu reforzo conséguese a todas as velocidades do motor. Isto proporciona un mellor rendemento en todo o rango de velocidades, incluídas as de cruceiro. Revista Popular Mechanics - Volume 45 - Maio 1992 - Número 5. 

Notas

Referencias

Véxase tamén

Bibliografía

Outros artigos
Turbo

Ligazóns externas
How Superchargers Work by Bill Harris at HowStuffWorks.com.
Vintage Superchargers (via archive.org)
He Harnessed a Tornado – and developed a modern airplane supercharger , artigo extenso de Popular Science, xuño de 1941.
The History of Screw Compressors by Whipple Superchargers.
"Development of the Aircraft Supercharger" a 1943 Flight article

Categoría:Elementos de máquinas
Categoría:Mecánica