KOMPRESSORER

Kompressorer från HPS Superchargers, ett företag med erfarna ingenjörer som varit med sen man började tillverka skruvkompressorer anpassade till framförallt bilmotorer.

Skruvkompressorn ska inte förväxlas med remdrivna turbos (Radialkompressor) eller så kallade Roots
kompressor (Eaton, Roots). Roots 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.

Bilderna visar principerna för Roots och Vortech.

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.
Eftersom den ger laddtryck på lite högre varvtal måste kompressionsförhållandet sänkas. Det låga laddtrycket på lägre
varv i kombination med kraften som går åt för att driva kompressorn kan ibland göra att effektökning på lägre varv uteblir.
Inte det sköna bottendrag en riktig skruvkompressor ger när laddtrycket kommer direkt från botten.


Skruvkompressorn bygger laddtryck direkt från låga varv och behåller trycket konstant över hela registret, luften komprimeras i kompressorn och luftflödet genom kompressorn är konstant, verkningsgraden på framförallt lite högre tryck är överlägsen andra kompressorer och det är därför skruvkompressorer används på prestandamotorer. 
Kompressorerna nedan är utvecklade och tillverkade i Sverige. Merparten exporteras till Kenne Bell i USA, legendarisk Ford trimmare som också erbjuder kompletta kompressorsatser till Ford Mustang, GM Corvette, Camaro, Dodge Challenger mm
.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 


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.
 

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.

KLICKA PÅ ARTIKELNUMRET FÖR PRIS MED MOMS


 40-25-000
 
HPS 2.1 Motorer upp till 500 hk
 
Max varvtal
Slagvolym
Laddtryck
Mått
Vikt
Färg
Måttskiss

40-25-010
40-25-025
16 000 varv/min.
2,1 l/varv
max 1,5 bar
L=275,6, B=202,8, H=127,7 (mm)
14,5 kg
svartanodiserad eller polerad
Måttskiss, ladda .pdf 

Med remskiva och förlängare max 200 mm lång
Med remskiva och förlängare 200 - 314 mm

 


40-25-030
 
HPS 2.6 Motorer upp till 600 hk
 
Max varvtal
Slagvolym
Laddtryck
Mått
Vikt
Färg
Måttskiss

40-25-040
40-25-050
16 000 varv/min.
2,6 l/varv
max 1,5 bar
L=321,7, B=202,8, H=127,7 (mm)
12,4 kg
svartanodiserad eller polerad
Måttskiss, ladda .pdf 

Med remskiva och förlängare max 200 mm lång
Med remskiva och förlängare 200 - 314 mm

 

 
 

40-25-060
 
HPS 2.8 Motorer upp till 800 hk
 
Max varvtal
Slagvolym
Laddtryck
Mått
Vikt
Färg
Måttskiss

40-25-070
40-25-080
16 000 varv/min.
2,8 l/varv
max 1,5 bar
L=340,7, B=202,8, H=127,7 (mm)
15,3 kg
svartanodiserad eller polerad
Måttskiss, ladda .pdf 

Med remskiva och förlängare max 200 mm lång
Med remskiva och förlängare 200 - 314 mm

 

 

 

 40-26-000
 
HPS 3.6 Motorer upp till 1000+ hk
 
Max varvtal
Slagvolym
Laddtryck
Mått
Vikt
Färg
Måttskiss

40-26-010
40-26-020
14 000 varv/min.
3,6 l/varv
max 1,5 bar
L=345,5, B=202,8, H=127,7 (mm)
12,4 kg
svartanodiserad eller polerad
Måttskiss, ladda .pdf 

Med remskiva och förlängare max 200 mm lång
Med remskiva och förlängare 200 - 314 mm


40-26-030
 
HPS 4.2 Motorer upp till 1200+ hk
 
Max varvtal
Slagvolym
Laddtryck
Mått
Vikt
Färg
Måttskiss

40-26-040
40-26-050
14 000 varv/min.
4,2 l/varv
max 1,5 bar
L=385,5, B=237, H=153,0 (mm)
26,0 kg
svartanodiserad eller polerad
Måttskiss, ladda .pdf 

Med remskiva och förlängare max 200 mm lång
Med remskiva och förlängare 200 - 314 mm


 
HPS 2.1RC Dragbike racing
 
Max varvtal
Slagvolym
Laddtryck
Mått
Vikt
Färg
Måttskiss
16 000 v/min./24000 v/min moturs
2,1 l/varv (1,4 l/varv moturs)
max 1,5 bar
L=285,6, B=202,8, H=127,7 (mm)
14,0 kg
svartanodiserad eller polerad
Måttskiss, ladda .pdf 

Pris på begäran.



Opcon kompressorer
tillverkas inte längre men det finns ett antal kvar och de är faktiskt enda alternativet om du vill ha en skruvkompressor för en mindre motor. Finns 2076 som ger 0,76 liter/min och är lämplig för motorer upp till ca 2,0 liter samt 3133 och 3150 som ger 1,33 respektive 1,5 liter/varv . Lämpliga för motorer med upp till dryga 3,0 liters volym. Kan levereras med förlängare. 2076 har dessutom bra pris. 

40-05-000   2076 Med remskiva utan förlängare
40-05-010   2076 Med remskiva och förlängare
40-08-000   3133 Med remskiva utan förlängare
40-08-500   3150 Med remskiva utan förlängare


Förlängare använder man när det inte går att montera kompressorn så långt fram att kompressorns remskiva kommer i linje med remskivan på vevaxeln. De finns med ett antal standardlängder. Speciallängder enligt önskemål även  kan beställas.
Monterar du en förlängare måste du ha ett stöd bakom remskivan på förlängaren som tar upp remkrafterna.

Längden på förlängaren anges normalt från förlängarens fästplan till mittre spåret på en 6-ribbad remskiva.

 

40-28-000

Avlastningsventil används för att avlasta kompressorn då motorn går på tomgång eller när man exempelvis motorbromsar.
Monteras mellan spjällhuset och kompressorn, ett rör dras från ventilen direkt till insugningsröret så att luften leds förbi kompressorn vid stängt spjäll. 
Styrs automatiskt av vakuumklockan.
När man öppnar gasspjället stängs spjället i ventilen.
Att inte montera en avlastningsventil innebär att insugningsluften snabbt stiger i temperatur samt att kompressorn utsätts för hård och onödig belastning.



Remskivor finns i olika diametrar - men även med olika antal spår. Standard är 6 spår men de större kompressorerna drar så mycket effekt att det kan bli aktuellt med det dubbla antalet spår, konsultera oss för råd.

Det är också med remskivornas diameter du bestämmer laddtrycket. Den nedre på vevaxeln bör om möjligt beräknas så att man hamnar inom 60-90 mm på kompressorns remskiva. Hur man bestämmer detta beskriver vi längre fram.

 


Boost a Pump en smart produkt som höjer kapaciteten på bränslepumpen med upp till 50-60%.
Tryckstyrd på så sätt att kapaciteten bara ökar vid behov. Bränsletrycket kan den inte påverka, det styrs av bränsletrycksregulatorn.
Däremot löser den problemet man kan ha att byta en tankmonterad pump mot en med högre kapacitet, hur hittar man en sån?  Levereras som komplett sats med monteringsavisning.      

Spjällhuset monteras med fördel på kompressorns inloppssida, i bakkant alltså. Då slipper man problemet med en avluftningsventil som ska evakuera luften kompressorn ger trots att du släppt  gasen - kompressorn snurrar ju och pumpar luft tills motorn stannar... Dessutom löser den annat specifikt kompressorproblem, ljudnivån.
Lufthastigheten är inte densamma som på en turbo, den hör vi knappt. Kompressorn har en annan frekvens på ljudet och den hör vi klart och tydligt om man inte avskärmar ordentligt. Aluminiumrör eller gjutgods bör vara 3-4 mm tjocka, undvik långa skarvar med gummislang i möjligaste mån, montera spjället på inloppssidan så hörs den inte mer än behagligt.

Bilden visar "Big oval" universalspjäll, ett dubbelspjäll, 2 x 75 mm, det är bra eftersom spjällaxeln då har ett stöd i mitten samt slutligen ett 80 mm enkelspjäll. Dom här diametrarna krävs när man kommer upp i storlek på kompressorn.
Det är ju så att  varje tiondels Bar man förlorar i form av förlust på inloppssidan ger en större förlust på trycksidan, kompressorn måste ju växlas för att kompensera för detta, alltså snurra fortare - och det ger värme vilket man absolut vill motverka, det sänker ju effekten.
Dessutom ökar slitaget på och kompressor och drivning. Har du tryckförluster uppemot 0,15 Bar eller mer bör du montera ett större spjällhus. För lägre effektuttag räcker det i de flesta fall med originalet.


 

Remspännare i olika utförande. Konstruerar du själv får du hitta lämplig spännare och plats för den. Ofta får man lägga till ett extra löphjul för att få till en bra remkrets. Remmen bör ju omsluta remskivan på kompressor och vevaxelremskiva med minst hälften.
Drivremmen till kompressorn är en Poly-V, flerribbig rem med flat baksida och mot den arbetar remspännaren, helst på den icke dragande sidan.
Standard på de flesta moderna bilar idag och då ofta med 6-spår som oftast räcker till moderata laddtryck och de lite mindre kompressorerna.
Större kompressorer och mer laddtryck kräver bredare rem, ibland det dubbla antalet ribbor. Man använder inte kuggremmar då dessa kan ändra synkroniseringen mellan rotorerna, bättre att det får slira till om något blir överbelastat.


Laddluftkylare är en nödvändighet då laddtrycket närmar sig 1,0 Bar - men helst redan vid lägre tryck, redan 0,5 - 0,6 om man vill ha det ultimata. Under lönar det sig knappt så länge utomhustemperaturen pendlar runt 20 grader plus. 
Som tidigare nämnts bör man kapsla in ljudet från kompressorn och därför använder man med fördel principen vatten - vatten och en cirkulationspump. Det minskar behovet av stor frontarea för en luftkylare med tunnväggigt material som strålar ljud.
Ett element som visas på bilden nedan byggs in i en låda, vanligtvis av aluminium på vilken kompressorn ofta sitter och lådan i sin tur är i förbindelse med motorns insugningsrör.
I fronten sitter i princip en stor oljekylare. Vatten strömmar genom kylarna via pumpen, luften från kompressorn kyls på vägen genom lådan vilket möjliggör mer effekt om man justerar bränslet för den kallare luften, tändningen kan oftast höjas vilket är speciellt gynnsamt på överladdade motorer.
En tumregel är att insugningsluften stiger med ca 10 grader för varje tiondels Bar laddtryck. 1,0 Bar betyder alltså dryga 100 graders insugningsluft. Kan du sänka temperaturen med 30 grader ökar du effekten ca 10%.


ATT VÄLJA RÄTT KOMPRESSOR

I specifikationerna på kompressorna ovan anges luftkapacitet och antalet hästkrafter det räcker till. Som alltid finns det dock en hake och det är rekommenderat max laddtryck, 1,5 bar i de flesta fall. Det är tillverkarens rekommendation, för tävlingsbruk ruckas det naturligtvis på detta, på egen risk.
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, spelet mellan dem är bara lite drygt en tiondels mm.
Att sätta en HPS 3.6 på en 2,0 liters motor är alltså inte så stor ide även om luftkapacitet teoretiskt finns för 1000 hk, trycket skulle bli ca 4,6 Bar vid 14000 varv på kompressorn - om den höll för det.
Naturligtvis kan du växla kompressorn så att den bara ger det laddtyck du vill ha som högst men laddtrycket på lägre varv skulle bli uselt eftersom kompressorn då går så långsamt, det inre läckaget som alltid finns skulle inte övervinnas vilket sker då då varvtalet är högre.
På en 8,0 liters motor som kanske ger 550 hk som sugmotor blir det helt rätt, 1,0 Bars laddtryck gör ju den teoretiskt till en 16,0 liters motor med 1100 hk - om det inte vore det här med förluster. Ingen överladdare, turbo eller kompressor fungerar utan förluster i form av drivning och värme. Kompressorn direkt från vevaxeln, turbon i form av avgasmottryck. 

Förutsättningen för en lyckad installation är alltså att kompressorstorleken anpassas till motorns cylindervolym.
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.

NÅGRA BERÄKNINGSEXEMPEL

  • Du har en vanlig fyrtaktsmotor på 3,0 liter.
     
  • Eftersom den bara har insugningstakt vartannat varv betraktar vi den som en 1,5 liters motor i beräkningen.
     
  • Maxvarvtalet på motorn är 8000 varv/minut.
     
  • Det betyder att motorns luftbehov under atmosfärstryck är 1,5 x 8000, alltså 12000 liter/minut
    Om du önskar ett laddtryck på 1,0 Bar blir luftbehovet på kompressorn 1,0 som är behovet som sugmotor + 1,0 som är önskat laddtryck (övertryck), alltså behövs 12000 x 2 = 24000 liter/minut.
     
  • Nu är aldrig verkningsgraden 100%, det blir gärna lite förluster i spjällhus, filter osv. så lägg på 10% och du hamnar på 26400 liter/minut.
     
  • Lämpligt bör bli en HPS 2.1 som ger max 33600 liter/minut. För att ge 26400 skall den varva 26400/2.1 = 12570 varv/minut (motorns luftbehov/kompressorns kapacitet).
     
  • Varvtalet på kompressorn bestämmer du med storleken på remskivorna. Undvik för små diametrar.
    Motorvarv 8000, kompressor 12750. Dividera 12750/8000 och du får 1,57:1 som blir utväxlingsförhållandet. Är vevaxelremskivan 140 mm skall kompressorns remskiva vara 140/1,57 = 89 mm.
     
  • Slutsats, en 2.1 är den minsta HPS kompressorn och den är lämplig för exempelvis en BMW M3 som ju finns i volymer från 3,0 och uppåt och inom varvtalsområdet vi räknade på. Finns potential för såväl högre tryck som större cylindervolym.

 

  • Du har en vanlig fyrtaktsmotor på 6,0 liter.
     
  • Eftersom den bara har insugningstakt vartannat varv betraktar vi den som en 3,0 liters motor i beräkningen.
     
  • Maxvarvtalet på motorn är 7000 varv/minut.
     
  • Det betyder att motorns luftbehov under atmosfärstryck är 3 x 7000, alltså 21000 liter/minut
    Om du önskar ett laddtryck på 1,0 Bar blir luftbehovet på kompressorn 1,0 som är behovet som sugmotor + 1,0 som är önskat laddtryck (övertryck), alltså behövs 21000 x 2 = 42000 liter/minut.
     
  • Nu är aldrig verkningsgraden 100%, det blir gärna lite förluster i spjällhus, filter osv. så lägg på 10% och du hamnar på 46200 liter/minut.
     
  • Lämpligt bör bli en HPS 3.6 som ger max 50400 liter/minut. För att ge 46200 skall den varva 46200/3.6 =  12830 varv/minut (motorns luftbehov/kompressorns kapacitet).
     
  • Varvtalet på kompressorn bestämmer du med storleken på remskivorna. Undvik för små diametrar.
    Motorvarv 7000, kompressor 12830. Dividera 12830/7000 och du får 1,83:1 som blir utväxlingsförhållandet. Är vevaxelremskivan 160 mm skall kompressorns remskiva vara 160/1,83 = 87 mm.
     
  • Slutsats, en HPS 3.6 lagom för dessa krav och den är lämplig ett antal V8:or. Finns potential för såväl högre tryck som större cylindervolym.

ATT TÄNKA PÅ

  1. 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.
     
  2. 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 ca 300 mm. Längden specificeras från planet i vilket förlängaren monteras på kompressorn till centrum av det första spåret på remskivan.
     
  3. Det finns två alternativ var man har gasspjället monterat. Antingen 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 inloppssidan. 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.
     
  4. För att inte belasta kompressorn och skapa onödig uppvärmning av insugningsluften rekommenderar vi att du monterar en avlastningsventil mellan kompressorns inlopp och gasspjället med ett rör till insugningsröret, eller tvärtom, ventilen på insugningsröret osv.
    Ventilen styrs en vacuumklocka som känner det vacuum som uppstår före kompressorn då man stänger gasspjället, öppnar ventilen som via en kanal/rör (30-35 mm) släpper luften motorn behöver förbi kompressorn direkt till insugningsröret. Den blir då tryckutjämnad och drar näst intill ingen energi alls.
    Man slipper också problemet att luften värms upp vid små spjällvinklar.
     
  5. Kompressorns växelhus på HPS kompressorerna har slutet smörsystem med oljesticka. Syntetolja används och oljenivån skall kontrolleras regelbundet. Vid höga laddtryck och permanent höga varvtal rekommenderas oljetillförsel från motorns eget system. En nippel med ett ca 0,6 mm stort munstycke (= rätt oljemängd) monteras så att oljan sprutar på kugghjulen i växelhuset. Dräneringen tillbaka till tråget bör vara ca 11-12 mm. En luftning för att undvika "flaskeffekt" måste också till, kan med fördel vara en tunn slang till ventilkåpan. Om du tvingas montera kompressorn stående med remskivan neråt rekommenderas den senare lösningen definitivt.
    Det finns ett kit att köpa med lämpliga nipplar mm.
     
  6. Som när det gäller alla överladdade motorer måste ibland 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.
     
  7. Laddluftkylning krävs för högre laddtryck, upp till 0,8 Bars övertryck kan fungera om man bara nyttjar fullt tryck kortare perioder, 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.

     

 

FORTSÄTTNING FÖLJER I MÅN AV TID...

 

 

  KOMPRESSORER