|
|
KOMPRESSORER
KOMPRESSORER

Så här ser dom ut, Lysholms skruvkompressorer. Hög kvalitet,
man är leverantör till bilindustrin.
Verkningsgraden på en skruvkompressor,
framför allt på lite högre tryck, är oöverträffad jämfört med andra
kompressorer. Det finns två tillverkare
av skruvkompressorer i världen,
Autorotor och Lysholm. De tillhör samma koncern och kompressorerna
bygger på
samma princip men skiljer i utförande och modeller.
På ENEM använder vi bägge men detta avsnitt handlar i första hand om Lysholm
som är det fabrikat vi
använder mest, ENEM är Lysholms försäljare på
eftermarknaden, man arbetar själva bara med så kallade OEM
kunder inom
bilindustrin.
Skruvkompressorn ska inte förväxlas med remdrivna turbos (Radialkompressor)
eller så kallade Roots
kompressor (Eaton, Roots) som inte har den snedskurna
profilen på rotorerna som är Lysholms patent. Radialkompressorn ger en
laddtryckskurva som följer varvtalet, trycket blir lågt i början och ökar
sen med
|
varvtalet. Motorn är kompressormatad men den känns
inte ”som matad med en skruv”. Roots och Eaton är effektiva på låga
tryck, upp till ca 0.6-0.7 Bar, sen sjunker verkningsgraden dramatiskt,
det blir mest värme och det går åt mycket energi att driva kompressorn.
En radialkompressor är
oftast en remdriven turbo, uppväxlad via ett växelhus som drar upp
turbinen i 100.000 varv eller mer. Den har fördelen att ofta vara enkel
att installera, som en generator men den behöver mycket varv för att ge
tryck och resultatet blir dåligt laddtryck på lägre varv. |
 |
|
Skruvkompressorn bygger laddtryck direkt från låga varv
och behåller trycket konstant över hela registret, men strypningar på
inloppssidan ger motsvarande förlust på trycksidan. Det är inte
kompressorn utan installationen som avgör hur stor den förlusten blir.
För litet spjällhus är ett exempel strypning som visar sig på högre varv
då mycket luft skall passera.
|
| |
Varför då använda en kompressor istället för turbo?
Största fördelen är att det finns ingen som helst fördröjning vilket
är oundvikligt med turbo. Kompressorn ger laddtryck från de allra lägsta
varven, omedelbart. Karaktären på en kompressormotor blir som en
sugmotor med enormt bottendrag, medan turbomotorn ofta kan fås att ge
mer vridmoment och effekt inom ett begränsat varvtalsområde. |
|
Exempelvis kan man med elektronisk laddtrycksreglering höja laddtrycket
på mellanvarv där vridmomentet är som högst och därmed få ett högre
högsta värde. Sen måste man sänka trycket för att inte övervarva turbon.
Omvänt kan du använda en riktigt stor turbo som ger mycket luft på högre
varv, då kan du få upp toppeffekten men får en väldig fördröjning vid
gaspådrag. Sådant är populärt idag då man i motorsport tidningar läser
om motorer på 6-700 hk i standardbilar. Att sen motorn är näst intill
kraftlös innan laddtrycket kommit är en annan sak. Med turbo kan man
välja var man vill ha bästa effekt, en liten turbo kommer mer på låga
varv och ”tar slut” snabbt, det finns ingen effekt högre upp i
registret. En stor turbo ger det omvända, mer fördröjning men mycket
effekt på högre varv. Kompressormotorn ger ett jämnt kraftflöde utan
fördröjning vid gaspådrag. Det känns som att ha en större motor i bilen.
om man bortser från värmeförluster en dubbelt så stor motor/pump.
|
| |
Vilket det ju i
princip är, effekten av
överladdning är densamma som att öka
cylindervolymen, mer luft och därmed
syre tillförs som kan förbrännas med
bensin. |
|
|
En 2.0 motor som laddas med 2.0 Bars övertryck blir
en 6.0 liters motor vad gäller pumpkapaciteten. Effekten blir inte
den tredubbla. Effekten som går åt för att dra aggregatet, turbons
avgasmottryck eller kompressorn som tar effekten direkt från
vevaxeln. Inte att förglömma temperaturstegring av insugningsluften.
Kan vara värt att tänka på då man hör effektsiffror.
|
|
 |
En dubbelinstallation med två Lysholm 2300AX.
Effekt över 1000 hk på en Bigblock Chevrolet för marint bruk. Det
här är överkurs men bilden visar ganska väl hur kompressorerna
monteras mitt på motorn, förlängarna ser till att drivremmen når
fram i linje med vevaxelns remskiva. Ett aluminiumfäste stöder
förlängarna och är bultat i motorblocket. Det håller också en
remspännare som bibehåller remspänningen, remlängden varierar med
temperaturen, gummi blir kortare då det blir varmt.
Det är mycket viktigt att hela remkretsen ligger i linje, annars får
du garanterat problem. Likaså att kompressorn är rakt monterad
parallellt med vevaxeln. Överkurs som sagt men principen gäller alla
installationer, en eller två kompressorer
|
|
|
Principen för hur man konverterar en motor för
kompressor eller turbo är i grunden densamma, kompressionsförhållandet
måste ofta sänkas, bränsle och tändning anpassas för den högre effekten.
Ett vanligt missförstånd är att insugningsluften inte
blir varm på en kompressormotor. Det är fel, all luft som komprimeras
blir varm, det är en fysikalisk lag. Du som pumpat ett cykeldäck eller
känt på tanken till luftkompressorn vet att allt som komprimeras blir
varmt. En tumregel är ca 10 grader per 0,1 Bar laddtryck, ca 100 grader
vid 1,0 Bars tryck med andra ord.
Kompressorn blir inte varmare än så, ger inte ifrån sig någon extra
strålningsvärme medan en glödande turbo med en avgastemperatur på kanske
över 1000 grader lämnar desto mer och kräver en hel del isolering
alternativt gott om plats för att inte hela härligheten skall brinna
upp.
Mer att tänka på...
• På grund av den höga lufthastigheten blir ljudnivån hög om du inte
använder tjockväggigt material i luftkanalerna
till och från kompressorn, det bör vara ca 4 mm godstjocklek och gärna
aluminium. Undvik skarvar med gummislangar i möjligaste mån. Ibland
måste man men se till att spalten mellan rören är så liten som möjligt.
Det bästa är när kompressorn kan monteras direkt på insugningsröret med
en adepter. Rätt monterad hörs den inte.
• En remspännare avsedd för polybeltremmar skall
monteras på den icke dragande sidan av remmen. Finns en mängd olika
typer på marknaden.
• Du bör helst dra remkretsen så att remmen om möjligt ligger runt halva
remhjulen, minimum omslutningsvinkel är ca 120 grader. Det betyder att
du kan få montera ett mellanhjul för att uppnå detta.
• I de fall det inte finns plats att montera kompressorn så långt fram
att remskivorna ligger i linje används en förlängare på kompressorn.
Finns i längder upp till 287 mm. För Lysholm räknas längden från centrum
främsta fästbult till centrum av det första spåret på remskivan (se
ritning sist i avsnittet).
• Det finns två alternativ var man har gasspjäll eller förgasare
monterat. Antingen spjäll/förgasare direkt på kompressorns inlopp -
eller att låta spjället sitta kvar i sin originalposition och trycka mot
spjället. I så fall måste du använda en avluftningsventil som antingen
släpper ut luften i det fria (låter mycket) eller leda den i retur till
luftintaget när spjället stängs. Anledningen är att så länge kompressorn
roterar pumpar den luft, stänger du gasspjället måste överskottsluften
evakueras. Den senare metoden avråder vi från om du skall använda bilen
till någon form av privatkörning, ljudet från kompressorn kan bli
störande.
• Fördelen med att trycka mot spjällen är att det blir ingen strypning
av luftflödet på inloppsidan. Ett för litet spjäll kanske skapar ett
mottryck på 0,15 Bar under full belastning - och dessa -0,15 Bar kräver
energi för att övervinnas, de tas från motorn. Dessutom får du
motsvarande lägre tryck ut från kompressorn. Som sagt, detta gäller bara
för rent tävlingsbruk och har mindre betydelse för en ”normal”
installation.
• För att inte drivkraften till kompressorn skall bli för stor
rekommenderar vi att du monterar en speciell avlastningsventil mellan
kompressorns inlopp och gasspjället med ett rör till insugningsröret.
Ventilen styrs en vacuumklocka som känner det vacuum som uppstår före
kompressorn då man stänger gasspjället, öppnar ventilen som via en
kanal/rör (25-35 mm) släpper luften motorn behöver förbi kompressorn.
Den blir då tryckutjämnad och drar näst intill ingen energi alls.
Man slipper också problemet att luften värms upp under exempelvis
motorbroms då ju motorvarvtalet kan vara |
|
ganska högt och inloppet på kompressorn är stängt.
Luften återcirkulerar i kompressorn eftersom motorn inte förbrukar någon
luft, insugningsluften och kompressorn blir varm. Ovan nämnda gäller
körning med lite eller ingen spjällöppning, alltså tomgång, landsväg och
motorbroms. För avancerad körning är en avlastningsventil en absolut
nödvändighet.
| |
Avlastningsventil, vacuumklocka med spjäll och axel.
Styrs av undertrycket mellan gasspjäll och kompressor. Finns att
köpa som komplett enhet. |
|

|
|
• Drivremmen är en så kallad Polybelt rem, flat på ena
sidan, V-spår i bredd på undersidan. Ju mer effekt kompressorn beräknas
dra (större kompressor/ högre laddtryck), desto bredare rem.
• Kompressorns växelhus skall ha oljetillförsel från motorns eget
system. Ett 0,6 mm stort munstycke monteras i inloppet och ger därmed
rätt oljemängd. Dräneringen tillbaka till tråget bör vara ca 11-12 mm.
• Som när det gäller alla överladdade motorer måste oftast
kompressionsförhållandet sänkas. Hur mycket beror på vilken
grundkompression din motor har och hur mycket motorn skall överladdas.
Vidare måste oftast tändningen sänkas där vridmomentet är som högst och
bränslemängden justeras om.
• Laddluftkylning krävs för högre laddtryck, vi brukar säga att man kan
vara utan upp till 0,8 Bars övertryck, sen blir det en nödvändighet.
Skall man utnyttja full effekt under längre perioder finns ingen
kompromiss. Naturligtvis innebär kallare luft högre effekt. En tumregel
är att ca 30 graders sänkning av temperaturen höjer effekten ca 10%. Vid
0,8 Bar är temperaturen på insugningsluften ca 80 grader. Under 45
grader är svårt att komma om uteluften är 20-25 grader. Sänker vi
trycket till 0,6 Bar vilket är ganska vanligt vid installation på
modernare motorer - och tar hänsyn till den utrymmesbrist som nästan
alltid råder - är frågan om det är värt allt extra arbete och kostnader
för att kanske sänka temperaturen 10-15 grader.
• Varvtalet på kompressorn och därmed laddtrycket bestämmer du med
storleken på remskivorna. Undvik för små diametrar. Bestäm maxvarvtalet
på motorn, titta på kapaciteten för den kompressor du valt och vilken
remskivediameter du har på vevaxeln. Dividera kompressorns önskade
varvtal med motorns maxvarvtal och du får utväxlingsförhållandet.
Dividera vevaxelremskivans diameter med utväxlingsförhållandet
och du får kompressorhjulets diameter.
Exempel:
Maxvarvtal motor är 7000 varv.
Kompressorns önskade varvtal är 14000
varv. Kompressorhjulet har diameter 65 mm.
14000/7000 = 2.
2 x 65 = 130 som blir vevaxelremskivans diameter
Att välja för stor kompressor resulterar i sämre laddtryck på låga varv,
maxvarvtalet blir ju lägre och kompressorns inre läckage övervinns inte
lika effektivt som när varvtalet är högre. |
|
OLIKA VERSIONER AV KOMPRESSORHUS |
| |

1200AX med axiellt inlopp och utloppsfläns för
montering utifrån.

1600AX/2300AX med axiellt inlopp och utloppsfläns
för montering med bult inifrån.
|

3300AX med axiellt inlopp och utloppsfläns för montering över kylare
eller plenum.
|
|
VÄLJA RÄTT KOMPRESSOR
• Lysholms kompressorer betecknas 1200, 1600, 2300 och
3300 där de två första siffrorna anger hur många liter luft kompressorn
ger på ett varv. En 1200 ger 1,2 liter/varv, en 3300 3,3 liter osv. Sen
följer en bokstavsbeteckning som anger hur inlopp och utlopp ser ut, A,
AX, och R, se bilderna. Ju större kompressorn är, desto lägre maxmarvtal
tillåts den varva på grund av den större massan. Här följer en lista med
maxvarv och kapacitet för respektive kompressor:
|
|
Modell |
Max varv |
Liter/min |
Teoretisk kapacitet
hk/kW |
Rekomm.
Max laddtryck |
|
1200 |
14000 |
16800 |
330/243 |
1,5 Bar |
|
1600 |
13000 |
20800 |
410/301 |
1,4 Bar |
|
2300 |
13000 |
29900 |
600/441 |
1,2 Bar |
|
3300 |
11500 |
37950 |
750/551 |
1,0 Bar |
|
|
Man kan inte läsa denna tabell blint. Den visar
teoretisk kapacitetet på kompressorn. Du bör även beakta Lysholms
rekommendation vad gäller maximalt laddtryck för respektive
kompressortyp.
Anledningen till att du inte bör ladda mer än 1,5 Bar är
att rotorerna påverkas av trycket och kan svikta med rotorkontakt som
följd. Det är en stor area som exponeras och det blir stora tryck på
rotorerna. Att sätta en 3300 på en 2,0 liters motor är alltså inte så
stor ide även om luftkapacitet teoretiskt finns för över 700 hk, trycket
skulle bli över 3,0 Bar vid 9000 varv - om kompressorn höll för det.
Förutsättningen för en lyckad installation är alltså att
kompressorstorleken anpassas till motorns cylindervolym.
Nedan visas en generell metod att bestämma
kompressorstorlek och laddtryck:
• Du har en vanlig fyrtaktsmotor på 2,0 liter.
• Eftersom den bara har insugningstakt vartannat varv betraktar vi den
som en 1,0 liters motor i beräkningen.
• Maxvarvtalet på motorn är 7000 varv/minut.
• Det betyder att motorns luftbehov under atmosfärstryck är 1 x 7000,
alltså 7000 liter/minut vid 7000 varv.
• Om du önskar ett laddtryck på 0,8 Bar blir luftbehovet på kompressorn
1,0 som är behovet som sugmotor + 0,8 som är önskat laddtryck
(övertryck), alltså behövs 7000 * 1,8 = 12600 liter/minut.
• Nu är aldrig verkningsgraden 100%, det blir gärna lite förluster i
spjällhus, filter osv så lägg på 10% och du ham nar på 13860
liter/minut. • Lämpligt bör bli en 1200 som ger max 16800 liter/minut.
För att ge 13860 skall den varva 13860/1,2 = 11550 varv/minut.
• Varvtalet på kompressorn bestämmer du med storleken på remskivorna.
Undvik för små diametrar. • Motorvarv 7000, kompressor 11550. Dividera
11550/7000 och du får 1,65:1 som blir utväxlingsförhållandet. Är
vevaxelremskivan 140 mm skall kompressorns remskiva vara 140/1,65 = 85
mm.
• Vi bygger en lite vassare motor på 3,2
liter och önskar 1,2 Bars tryck.
Motorn skall varva 7800 varv/min.
• 3,2/2 = 1,6
• 7800 * 1,6 = 12480, motorns luftbehov som sugmotor.
• Önskat laddtryck 1,2 Bar.
• 1 + 1,2 = 2,2
• 2,2 x 12480 = 27456 liter/minut. Vi lägger på 10% för förluster och
hamnar på ca 30200 liter/minut.
• En 2300 ger 29900 liter/minut och räcker precis, ett litet övervarv på
ca 10% är okay under kortare perioder.
• För att få kompressorvarvtalet dividerar vi 30200 med 2,3 och får
13130 varv/minut.
13130/7800 = 1,69:1
• Med det höga trycket bör du gå upp i bredd på drivremmen, helst 8-9
ribbor om det får plats.
• Är vevaxelremskivan 140 mm skall kompressorns remskiva vara 140/1,69 =
83 mm.
• Att välja för stor kompressor resulterar i sämre laddtryck på låga
varv, maxvarvtalet blir ju lägre och kompressorns inre läckage övervinns
inte lika effektivt som när varvtalet är högre.
|
NÅGRA EXEMPEL PÅ INSTALLATIONER
(ej lagervara)
|
Den här ombyggnaden av en BMW Alpina gjorde vi på ENEM.
Original insugningsrör kapades av, en platta svetsades på plats som sen
höll kylarpaketet på bilden under. Vatten-vatten alltså, en kylare i
fronten och en cirkulationspump. Generatorn fick flyttas för att det
hela skulle få plats. Ett MBE 970 med dubbelspole, ENEM:s speciella
kamaxel för överladdad motor och effekten blev 480 hk med 1,2 Bars
tryck. |
Du kan inte installera denna motor i en 3-serie
utan att göra om styrväxeln, den krockar med
laddluftkylaren. Det finns ingen sats, däremot
ritningar och fotografier.
|
|
Kylarpaketet (bakifrån) visar returhålet från
avlastningsventilen (in i insugningsrör). När man stänger
gasspjället blir det undertryck i insugningsröret,
avlastningsventilen som sitter mellan spjäll och kompressor öppnar
och låter luften passera kompressorn direkt in i insugningsröret.
Kompressorn ”går i tomme” och drar ingen effekt, skapar ingen värme
vilket annars blir fallet, speciellt vid motorbroms och tomgång.
Alltså då gasspjället är stängt och kompressorn försöker suga luft mot ett
stängt spjäll |
|
 |
 |

Kylaren inbyggd i ett aluminiumhus, en rostfri plåt
skyddar cellerna mot den höga lufthastigheten. Kylarpaketet kan kanske
levereras av ENEM, aluminiumhuset gör man efter behov. |


 |
Ett jämförande exempel på volymökning kontra
överladdning är 4,0 versionen av Omega 3000/24V som irmscher utvecklade.
Med special block, kolvar, vevstakar osv utvecklade den motorn 280 hk
och ca 370 Nm.
ENEM:s kompressorsats till 3.0 motorn ger några hästkrafter till,
ungefär samma vridmoment - och priset för en ombyggnadssats är 1/3 av
vad bara ett så kallat short block kostade till 4,0...
Bilden visar en 4,0 med kompressor, det bästa av två ting. Åren har
hunnit ifatt denna bil, satsen har vi inte längre, texten får bara
illustrera olika sätt att öka motorvolymen.
En kund från Ryssland steg in på kontoret och beställde en kompressor
för installation i den minsta Toyota modellen. Hur skall den få plats
var en spontan undran? Någon månad senare kom ett mail med bifogad bild,
det hela hade löst sig alldeles utmärkt....
Undrar vad Svensk Bilprovning sagt om detta.
Porsche 944S2 i
provbänken. En Autorotor kompressor monterad utanpå en Laminova
laddluftkylare. Original insugningsrör kapades av och en fläns att
montera de nya delarna i svetsades på plats.
Portad topp, sänkt kompression, Carillo vevstakar, omslipade kamaxlar
och ett MBE insprutningssystem gav 380 hk. Tyvärr är det lite problem
med högre laddtryck på dessa motorer, toppen ”lätttar” och kompressionen
läcker ut i vattenmanteln, vi fick senare sänka ladtrycket ca 0,2 Bar,
sen har det gått fint.
Utvecklingen har gått vidare och det finns numera metoder att få till
bättre tätning som tillåter högre tryck. |
|
Johan Hallströms snygga vidareutveckling av ENEM:s
kompressorsats. En Lysholm 1600A har ersatt 2076:an, servon fick tas
bort. Laddluftkylning, MBE 970, smidda stakar o kolvar, 6 vxl låda,
diffbroms mm. Potential för dryga 300 hk. ENEM:s sats har utgått.


Så här löstes luft ut - in från motor via
laddluftkylaren, en adapter med botten och en svetsad röranslutning i
botten på insugningsröret.
Satsen vi tog fram till 3-seriens E36
med 320/325/328 motor.
Ger ca 40% mer effekt med blixtsnabb
respons och härligt bottendrag.
När detta skrives har vi inga
fler satser på lager, efterfrågan får
bestämma om vi skall göra fler...
5 förbeställningar och vi gör en ny serie.
Passar inte E46 330 då den har ett
annat insug och en elektronik som
är betydligt mer kostsam att modifiera.
Ej heller 5-serie där styrsnäckan
och ibland ABS enheten sitter precis
där kompressorn måste sitta.
|


En
snygg installation i en Lotus Europa gjord
av Richard Winther på Europa Engineering
 |
|

Så här ser effektkurvan ut för en BMW 325 Compact som är
på 170 hk standard, alltså den motorn med trängre
insugningsrör osv som är 20 hk klenare än den ”gamla” 325 på 190.
Max
effekt nu 238,6 hk vid 5970 varv, 300 Nm
vid ca 4100 varv. redan vid 2200 varv har du 240 Nm. Max laddtryck 0,6
Bar vid 6500 varv. Kunden var dansk och
effektkurvan kommer från VAF Testcenter i Danmark.
LÄNGD PÅ FÖRLÄNGARE, SMÖRJNING.
• Så här bestäms längden, från främsta fästhål till centrum
på remskivans första spår .
• När du beställer en kompressor med förlängare (ange längd) blir ordern
normalt
kompressor + förlängare + remskiva.
• När du beställer en kompressor utan förlängare blir orden normalt
kompressor + drive kit + remskiva.
Drive kit är en liten sats med nav och tätning i framkant som måste till
för att skruva fast remskivan.
Lysholm rekomenderar att man har extern smörjning,
alltså olja in + retur till motorn då trycket är över 1,0 Bar, eller för
racing då det hela tiden är max uttag. För lägre tryck går det bra med
intern smörjning, dvs man fyller ca 1,6 dl
syntetolja
i växelhuset och kontrollerar regelbundet nivån, precis som i
motorn.
|
När du har extern smörjning skall oljan från
motor spruta på dreven i växelhuset genom ett
munstycke på ca 0,5 - 0,6 mm.
Vi brukar montera ett tomgångsmunstycke eller
dylikt i en banjobult så att oljan sprutar mot dreven
genom munstycket. Returen till motorn skall
vara minimum 10 mm invändigt och med bra fall
så att oljan lätt rinner tillbaks.
Du skall även ha en ventilation på växelhuset
för att undvika ”flaskeffekt” (prova och vänd
en halvfull fl aska upp och ner så förstår du).
Lämpligast en 5-6 mm slang från ventilkåpan till
antingen förlängarens främre del (finns hål med
R1/8 gäng) eller om ingen förlängare, i någon
av pluggarna på växelhuset. Om du har intern
smörjning, se till att oljan blir kvar i växelhuset!! |
 |
|
|
KOMPRESSORER
|
|
|
|