اختبار قيادة الحرائق السحرية: تاريخ هندسة الضاغط II
اختبار القيادة

اختبار قيادة الحرائق السحرية: تاريخ هندسة الضاغط II

اختبار قيادة الحرائق السحرية: تاريخ هندسة الضاغط II

الجزء الثاني من السلسلة: عصر الضواغط - الماضي والحاضر

"كارل فرملة بشكل غير محسوس وتغلبنا البويك ببطء. زحفت أجنحة واسعة لامعة أمامنا. أطلق كاتم الصوت الدخان الأزرق بصوت عالٍ في وجوهنا. تدريجيًا ، اكتسبت بويك حوالي عشرين مترًا من الرصاص ، وبعد ذلك ، كما توقعنا ، ظهر وجه المالك في النافذة ، وهو يبتسم ابتسامة عريضة.

كان يعتقد أنه فاز ... أعطانا إشارات بهدوء خاصة ، واثقًا في انتصاره. في تلك اللحظة قفز كارل. انفجر الضاغط. وفجأة اختفت اليد التي تلوح من النافذة عندما قبل كارل الدعوة واقترب. اقترب بلا حسيب ولا رقيب.

1938 إريك ماريا ريمارك. "ثلاثة رفاق". حب محكوم عليه بالفناء ، وروح محطمة ، وقيمة بضع عشرات من الأشياء الصغيرة التي تذكرنا بأننا نقدر الأشياء البسيطة فقط عندما تتلاشى بسلاسة ولا رجعة فيها. رواية عن امتياز العيش هنا والآن ، تجديف حفنة من مباهج الحياة ، تحفة عن القيم الإنسانية الهائلة و ... كارل سيارة ذات أنا متواضعة ، ولكن روح لا حدود لها.

نُشر كتاب ثلاثة رفاق في نقطة تحول في تاريخ البشرية عام 1938. بعد أشهر قليلة من نشرها ، في 1 سبتمبر 1939 ، وهو اليوم الذي تنافست فيه سيارات Grand Prix في سباق شرس لسباق الجائزة الكبرى اليوغوسلافي ، عبرت الدبابات الألمانية الحدود إلى بولندا وقادت البشرية إلى أكبر انهيار لها. يصادف هذا اليوم نهاية حقبة في صناعة السيارات. عصر الضواغط يقترب من نهايته.

حتى وقت قريب ، كانت الكلمة الألمانية المكتوبة بدقة "Kompressor" مرئية في عدد غير قليل من موديلات مرسيدس. بالطبع ، سيكون من الأنسب استخدام اختصار بسيط مثل CDI أو CGI ، لكن التهجئة الدقيقة للكلمة بأكملها في هذه الحالة ليس من قبيل الصدفة. بدونها ، كان الكثير من التأثير التسويقي سيضيع إذا كان التحدي يتمثل في تذكر تلك الأوقات المجيدة في حياة شركة تصنيع السيارات الفاخرة ، عندما كان كل شيء يعتمد على شعار Kompressor oder Nichts ("ضاغط أو لا شيء").

كان الاختصار TSI الموجود على الغطاء البلاستيكي لسيارة VW Golf GT في عام 2005 أكثر تقييدًا ولم يكن المقصود منه بناء جسور لبعض التراث الساحر. التواضع المفرط بالتأكيد ليس من صفات فولكس فاجن ، ولن تفوت الشركة المصنعة فولفسبورج الفرصة لتذكر بعض نجاحاتها ، ولكن في هذه الحالة ، كان على علامة TSI أن تعرض الطليعة التقنية ، وليس التقاليد. كانت الصيغة التكنولوجية التي استخدمها مهندسو شركة فولكس فاجن تافهة مثل الفكرة ، ومعقدة مثل التنفيذ - يوفر المحرك الصغير (في هذه الحالة ، 1,4 لترًا فقط) أداءً ديناميكيًا ممتازًا وقوة رائعة تبلغ 170 حصانًا. بفضل ترادف شاحن توربيني قوي ووحدة ميكانيكية صغيرة ولكنها فعالة تملأ "الفتحة" التي دمرتها القوة الكبيرة للشاحن التوربيني وتعمل كنوع من المخدر ضد فشل المحرك الأولي. وفقط عندما اعتقدنا أن الفكرة كانت ناجحة ، دخل خط جديد من المحركات سعة 4 لتر إلى المشهد. فولفو ، أقوىها لديها نفس نظام التزود بالوقود مع الشاحن الميكانيكي والتوربيني. كل هذا يدفعنا للعودة إلى التاريخ واستدعاء النماذج الأولية البعيدة للروائع الهندسية الحديثة. نعم ، روائع ، لأن تطوير فولفو وضع مرة أخرى على جدول الأعمال حلاً تقنيًا مثيرًا للاهتمام للغاية تم استخدامه بنجاح في سيارة سباق باهظة الثمن قبل عقدين من الزمن. سبير دلتا اس XNUMX.

كما ذكرنا سابقًا ، لا يوجد شيء معقد أو غريب في الفكرة المفاهيمية لمحركات VW و Volvo. لقد عشنا طويلاً من خلال الموضوع العصبي المتمثل في ارتفاع أسعار الوقود ومجموعة معقدة من التحديات التي يواجهها مصممو السيارات الحديثون في سعيهم لإنشاء محركات ديناميكية وفعالة في استهلاك الوقود.

لم تستطع زوبعة الإثارة التكنولوجية تجاوز الضواغط في نوعيها. علاوة على ذلك ، تعد الشاحن التوربيني اليوم من بين اللاعبين الرئيسيين في السباق لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة ، مما يضيف وقودًا جديدًا إلى نار قصة قديمة تعود إلى عام 1885 ...

ماكينات رودولف ديزل وضاغطات

هناك شيء من النكهة العاطفية لرواية من أواخر القرن التاسع عشر حول أول سيارات ذات محرك احتراق داخلي. ومع ذلك ، لم يكن منشئوهم مجرد "كيميائيين" جاهلين وطموحين ومُجرِّبون مجنونون ، ولكنهم كانوا عادةً أشخاصًا متعلمين تعليماً عالياً وتستند اختراعاتهم إلى أسس علمية جادة. هذه القاعدة المعرفية القوية هي التي توقظ في ذهن جوتليب دايملر فكرة تجهيز محركات البنزين والكيروسين بآلة ضاغط خارجي. لسوء الحظ ، لم تنجح محاولاته الأولى في هذا الاتجاه ، وفي النهاية تخلى عن مزيد من التطوير. على ما يبدو ، في ذلك الوقت ، كانت فرص الضغط المسبق للهواء النقي الذي يدخل الأسطوانات صغيرة للغاية - يكفي أن نقول إن دايملر شاركت مرة أخرى في بحث نشط في هذا المجال فقط بعد نهاية الحرب العالمية الأولى. مسار رودولف ديزل مشابه. في نفس الوقت الذي كان يحاول فيه إدارة براءات اختراعه في شركة نفط كبرى وانتهى به الأمر ببيعها باهظ الثمن ومكلف للغاية لأخوان نوبل السويديين العاملين في حقول النفط الروسية في القوقاز ، قام برسم المخططات وتعرف على كيفية تحقيق المزيد تحسين الكفاءة هو محرك حراري فعال إلى حد ما من حيث المبدأ. هناك حقيقة غير معروفة اليوم وهي أن ديزل قامت بتركيب وحدة ضغط مسبق على العينة المختبرية الثانية ، وتعمل في قاعدة تطوير MAN في أوغسبورغ ، وفي ديسمبر 1896 ظهرت سلسلة كاملة من محركات الديزل المزودة بضواغط.

في وقت لاحق ، سيتم لعب دور المساعد الرئيسي لمحرك الديزل بواسطة الشاحن التوربيني العادم ، وبفضله سيرتفع اختراع رودولف ديزل إلى مرتبته الحالية. لاحظت محركات Rudolf Diesel التجريبية الأولى المزودة بضاغط ميكانيكي الزيادة الكبيرة المتوقعة في الطاقة ، ولكن من وجهة نظر الكفاءة ، لم تكن الأمور وردية. يقوم الديزل ، الذي يعتبر اقتصاد المحرك له أهمية قصوى ، بتقييم نتائج تجاربه على أنها سلبية. بالنسبة للمهندس اللامع ، فإنها تصبح لغزًا مطلقًا وغير قابل للذوبان ، على الرغم من قوانينه المعروفة في الديناميكا الحرارية. بعد الانتهاء من تجاربه في هذا المجال ، كتب ما يلي في دفتر ملاحظاته: "التجربة التي أجريت في 28 يناير 1897 ، ومقارنتها مع التجارب السابقة في 12 يناير ، أثارت التساؤل عن تأثير الضغط المسبق. من الواضح أن هذا ضار للغاية ، لذا من الآن فصاعدًا يجب أن نتخلى عن هذه الفكرة ونركز على محرك تقليدي رباعي الأسطوانات مع امتصاص مباشر للهواء النقي من الغلاف الجوي في شكله الحالي ". الحمد لله ، عبقرية ديزل مخطئة بشدة هنا! اتضح فيما بعد أن فكرة الملء القسري لم تكن خاطئة ، ولكن طريقة تنفيذها….

محركات الديزل الضاغطة على السفن

بعد سلسلة من التجارب غير الناجحة التي أجراها رودولف ديزل والاستنتاجات الخاطئة التي أعقبتها ، تخلى المصممون لفترة طويلة عن استخدام مثل هذا الجهاز للإمداد القسري بهواء نقي إضافي ، معتمدين فقط على الضغط الجوي الطبيعي. كانت الطريقة التقليدية والمثبتة الوحيدة لتحقيق المزيد من القوة في ذلك الوقت هي زيادة مستوى الإزاحة والسرعة ، نظرًا لأن هذا الأخير ممكن تقنيًا. استمر ضباب الأوهام لمدة عقدين ، حتى وصلت التكنولوجيا إلى المستوى المطلوب ، ووضعت شركة محركات MAN من مدينة أوغسبورغ الألمانية هذه الفكرة مرة أخرى على جدول الأعمال. نتيجة للعمل المكثف الذي قامت به الشركة في أوائل العشرينات من القرن الماضي ، ظهرت أولى وحدات الديزل ذات الإنتاج الضخم مع إعادة التزود بالوقود القسري باستخدام ضاغط ميكانيكي. في عام 20 ، كانت هناك بالفعل سفن مزودة بمحركات ديزل ضاغط ، ومن بينها يمكن للمرء أن يجد حلاً تقنيًا مثيرًا للاهتمام حيث لا يتم تشغيل الضواغط مباشرة من العمود المرفقي ، ولكن من محركات كهربائية مُكيَّفة خصيصًا (لاحظت التشابه مع الديزل V1924 اليوم في أودي) ونتيجة لذلك زادت قوتهم من 8 إلى 900 حصان. بالطبع ، في كل هذه الحالات ، نتحدث عن وحدات مدفوعة ميكانيكيًا - على الرغم من أنه في بداية القرن ، تم تسجيل براءة اختراع فكرة ضاغط الغاز ، بحلول الوقت الذي يتم تنفيذه في النماذج التسلسلية ، سيكون منذ وقت طويل. . يرجع التطور البطيء للغاية لتقنية الضاغط إلى سببين رئيسيين - ضعف الوعي بسلوك البنزين مع ميلها المتأصل إلى الضرب وعدم اليقين بشأن كفاءة أنواع مختلفة من وحدات الضاغط.

بدأ ملء محركات البنزين في عام 1901 عندما قرر السير دوجالد كليرك (الذي كان أحد رواد المحركات ثنائية الشوط) استخدام مضخة لدفع هواء نقي إضافي إلى غرف الاحتراق. محرك مع إزاحة ضخمة. يأخذ الكاتب مشاكل المحركات الحرارية على محمل الجد وعلميًا ، ويسعى هذا الجهاز بشكل متعمد إلى تحسين الكفاءة الديناميكية الحرارية للمحرك. ومع ذلك ، في النهاية ، مثل ديزل من قبله ، تمكن فقط من زيادة قوته.

تعتمد ضواغط Roots الأكثر شيوعًا اليوم على جهاز ضخ حاصل على براءة اختراع من قبل فرانك وفيلاندر روتس من إنديانا في عام 1907. تم استعارة مبدأ تشغيل وحدة الجذور من مضخة التروس التي اخترعها يوهانس كيبلر في القرن 100 ، وكانت التجارب الأولى لجوتليب دايملر وكبير المهندسين فيلهلم مايباخ مبنية على ضواغط الجذور. ومع ذلك ، فإن النتيجة الأكثر إثارة للإعجاب للحشو الميكانيكي الإيجابي تأتي من الأمريكي لي تشادويك ، الذي قام في عام 80 بتركيب ضاغط على محرك ضخم من ست أسطوانات لسيارته ، وتبلغ سرعته تسعة أضعاف سرعة العمود المرفقي. وهكذا ، حقق تشادويك زيادة هائلة في القوة ، وأصبحت سيارته الأولى في العالم التي تصل إلى السرعة المسجلة رسميًا البالغة XNUMX ميلًا في الساعة. بالطبع ، في الأيام الأولى لهذه التقنية ، جرب العديد من المصممين أنواعًا أخرى مختلفة من أجهزة الضاغط مثل الطرد المركزي والريشة. من بين تطبيقات براءات الاختراع ، يمكن العثور على سلف ضاغط المكبس الدوار ، الذي استخدم على نطاق واسع في XNUMX-ies من القرن الماضي من قبل العديد من الشركات ، وكذلك ضاغط الريشة بواسطة Arnold Theodor Zoller.

نتيجة لذلك ، يبرر الملء القسري الزيادة المتوقعة في سعة اللتر ويتضح أنه أداة مثالية لتحسين المعلمات الديناميكية للوحدات المصممة بالفعل.

لكن السيارات لم تكن هي المؤيد الوحيد لها - في وقت مبكر من عام 1913 ، كانت المحركات القاطرة بضاغط موجودة بالفعل ، وخلال الحرب العالمية الأولى ، أصبح الشحن القسري وسيلة مثالية للتعويض عن الهواء المخلخل في الطائرات عالية الارتفاع.

(للمتابعة)

النص: جورجي كوليف

إضافة تعليق