Test drive Magic Fires: a storia di a tecnulugia di compressori

In questa seria parleremu di rifornimentu forzatu è di u sviluppu di i motori à combustione interna.

Hè un prufeta in e Scritture di tuning car. Hè u salvatore di u mutore diesel. Per parechji anni, i diseggiani di i motori di benzina anu trascuratu stu fenominu, ma oghje hè diventatu ubiquitus. Hè un turbocompressore... Megliu chè mai.

U so fratellu, un cumpressore à mutore, ùn hà mancu un prugettu di lascià a scena. Inoltre, hè prontu per una alleanza chì cunducerà à una simbiosi perfetta. Cusì, in a turbulenza di a rivalità tecnologica muderna, rapprisentanti di dui currenti opposti preistorichi si sò uniti, dimustrendu a massima chì a verità ferma a stessa indipendentemente da a differenza di punti di vista.

Cunsumu 4500 l / 100 km è assai ossigenu

L'aritmetica hè relativamente simplice è basata solu nantu à e lege di a fisica ... Assumindu chì una vittura chì pesa circa 1000 kg è cù una resistenza aerodinamica senza speranza viaghja 305 metri da un fermu in menu di 4,0 seconde, righjunghjendu una vitezza di 500 km / h à a fine. di a rùbbrica, a putenza di u mutore di sta vittura deve esse più di 9000 hp. I stessi calculi dimustranu chì in una seccione, u crankshaft spinning di un mutore chì gira à 8400 rpm solu puderà girà circa 560 volte, ma chì ùn impedisce micca chì u mutore di 8,2 litri assorba circa 15 litri di carburante. In u risultatu di un calculu più simplice, diventa chjaru chì, secondu a misura standard di u cunsumu di carburante, u cunsumu mediu di sta vittura hè più di 4500 l / 100 km. In una parolla - quattru mila cinque centu litri. In fatti, sti mutori ùn anu micca sistemi di rinfrescamentu - sò rinfriscati da carburante ...

Ùn ci hè nunda di fiction in questi figuri ... Quessi sò grandi, ma valuri abbastanza reali da u mondu di a corsa di drag moderni. Hè pocu currettu per riferite à e vitture chì participanu à e razzii per l'accelerazione massima cum'è vitture di corsa, postu chì e creazioni surreali di quattru roti, avvolte in u fumu turchinu, sò incomparabile ancu cù a crema di a tecnulugia di l'automobile muderna utilizata in Formula 1. Per quessa, avemu da fà. Aduprate u nome populari "dragsters". - Indubbiamente interessanti à u so modu, vitture uniche chì offrenu sensazioni uniche sia à i fanali fora di a pista di 305 metri è à i piloti chì u cervellu, à una accelerazione rapida di 5 g, assume probabilmente a forma di una maghjina bidimensionale culurata nantu à u daretu di u craniu

Questi dragsters sò forse a varietà più famosa è più impressiunante di motorsport populari in i Stati Uniti, appartenendu à a classa Top Fuel controvertitamente chjamata. U nome si basa nantu à e prestazioni estreme di u chimicu nitrometanu chì e macchine infernali usanu cum'è carburante per i so motori. Sutta l'influenza di stu mischju splusivu, i mutori operanu in modu di sovraccaricu è in solu poche corse si trasformanu in un cumulu di metallu inutile, è per via di a propensione di u carburante à detonà continuamente, u sonu di u so funziunamentu s'assumiglia à u rugitu istericu di una bestia chì conta l'ultimi momenti di a vostra vita. I prucessi in i mutori ponu esse paragunati solu cù un caosu incontrollabile assolutu chì tocca à a ricerca di l'autodistruzione fisica. Di solitu unu di i cilindri fiasca à a fine di a prima sezione. A putenza di i mutori aduprati in stu sport scemu ghjunghje à valori chì nisun dinamometru in u mondu pò misurà, è l'abusu di macchine supera veramente tutti i limiti di l'estremisimu di l'ingegneria ...

Ma tornemu à u core di a nostra storia è fighjemu da vicinu e pruprietà di u carburante nitrometanu (mischjatu cù un pocu per centu di equilibriu di metanolu), chì hè senza dubbitu a sustanza più putente aduprata in ogni forma di corsa di vitture. attività. Ogni atomu di carbonu in a so molecula (CH3NO2) hà dui atomi di ossigenu, ciò chì significa chì u carburante porta cun ellu a maiò parte di l'ossidante necessariu per a combustione. Per a stessa ragione, u cuntenutu energeticu per litru di nitrometanu hè inferiore à per litru di benzina, ma cù a stessa quantità d'aria fresca chì u mutore pò aspirà in e camere di combustione, u nitrometanu furnisce assai più energia totale durante a combustione. ... Questu hè pussibile perchè cuntene stessu ossigenu è dunque pò ossidà a maiò parte di i cumpunenti di carburanti idrocarburi (di solitu incombustibili in assenza di ossigenu). In altre parolle, u nitrometanu hà 3,7 volte menu energia chè a benzina, ma cù a stessa quantità d'aria, 8,6 volte più nitrometanu pò esse ossidatu cà a benzina.

Qualchidunu familiarizatu cù i prucessi di combustione in un mutore di l'automobile sà chì u veru prublema cù "spremere" più putenza da un mutore di combustione interna ùn hè micca di aumentà u flussu di carburante in e camere - i pompi idraulichi putenti sò abbastanza per questu. ghjunghje à una pressione estremamente alta. U veru sfida hè di furnisce abbastanza aria (o ossigenu) per ossidà l'idrocarburi è assicurà a combustione più efficace pussibule. Hè per quessa chì u carburante di dragster usa nitrogetan, senza quale ùn saria impensable per ottene risultati di questu ordine cù un mutore cù un spustamentu di 8,2 litri. À u listessu tempu, i vitture travaglianu cù mischii abbastanza ricchi (in certi cundizioni, u nitromethane pò principià à oxidà), per via di quale una parte di u carburante hè oxidatu in i tubi di scarico è forma impressiunanti luci magichi sopra elli.

Coppia 6750 metri Newton

U torque mediu di sti mutori righjunghji 6750 Nm. Probabilmente avete digià nutatu chì ci hè qualcosa di stranu in tutta questa aritmetica ... U fattu hè chì, per ghjunghje à i valori limite indicati, ogni secondu un mutore chì funziona à 8400 rpm deve aspirà micca più, micca menu di 1,7 metri cubi di aria fresca. Ci hè solu un modu per fà questu - riempimentu furzatu. U rolu principali in questu casu hè ghjucatu da una grande unità meccanica classica Roots, grazia à quale a prissioni in i manifolds di u mutore di dragster (inspiratu da u Chrysler Hemi Elephant preistoricu) righjunghji un 5 bar stupente.

Per capisce megliu ciò chì i carichi sò implicati in questu casu, pigliemu per esempiu una di e leggende di l'età d'oru di i compressori meccanichi - un V3,0 di corsa di 12 litri. Mercedes-Benz W154. A putenza di sta macchina era 468 hp. cun., ma si deve esse cunsideratu chì l'accionamentu di u compressore hà pigliatu un enorme 150 hp. cun., ùn righjunghjendu micca a 5 bar specificata. Se aghjunghjemu avà 150 mila s à u contu, avemu da vene à a cunclusione chì u W154 hà veramente un incredibile 618 hp per u so tempu. Pudete ghjudicà per voi stessu quantu putenza reale i motori in a classa Top Fuel ghjunghjenu è quantu hè assorbita da l'accionamentu di u compressore meccanicu. Di sicuru, l'usu di un turbocompressore in questu casu seria assai più efficau, ma u so designu ùn puderia micca affruntà a carica di calore estrema da i gasi di scarico.

Principiu di cuntrazzione

Per a maiò parte di a storia di l'automobile, a presenza di un'unità di accensione forzata in i motori à combustione interna hè stata una riflessione di l'ultime tecnologie per a tappa di sviluppu currispondente. Hè statu u casu in u 2005 quandu u prestigiosu premiu per l'innovazione tecnologica in l'industria automobilistica è sportiva, chjamatu dopu à u fundatore di a rivista, Paul Peach, hè statu presentatu à u capu di Sviluppu VW Engine Rudolf Krebs è a so squadra di sviluppu. applicazione di a tecnulugia Twincharger in un mutore à benzina da 1,4 litri. Grazie à u riempimentu forzatu cumbinatu di i cilindri chì utilizanu un sistema sincronicu di meccanica è un turbocompressore, l'unità combina abilmente a distribuzione uniforme di u torque è l'alta potenza tipica di i motori à aspirazione naturale cun un grande spostamentu cù l'ecunumia è l'ecunumia di i picculi motori. Undici anni dopu, u mutore TSI di 11 litri di VW (cun ​​un spiazzamentu leggermente aumentatu per cumpensà a so cuntrazione efficiente per via di u ciclu Miller adupratu) presenta avà una tecnulugia di turbocompressore VNT assai più avanzata è hè torna numinatu per un Premiu Paul Peach.

In fattu, a prima vittura di pruduzzione cù un mutore à benzina è una geometria variabile turbocompressa, a Porsche 911 Turbo hè stata liberata in u 2005. Tramindui cumpressori, sviluppati in cumunu da ingegneri Porsche R&D è i so culleghi in Borg Warner Turbo Systems, VW utilizanu l'idea ben cunnisciuta è longa stabilita di geometria variabile in unità turbodiesel, chì ùn hè stata implementata in i motori à benzina per via di un prublema cù una temperatura media più alta (circa 200 gradi paragunatu à u gasoil). Per questu, materiali compositi resistenti à u calore di l'industria aerospaziale sò stati aduprati per palette di guida di gas è un algoritmu di controllo ultrarapidu in u sistema di cuntrollu. Rializazione di ingegneri VW.

L'età d'oru di u turbocompressore

Dapoi a discontinuazione di u 745i in u 1986, BMW hà longu difesu a so propria filosofia di cuncepimentu per i motori à benzina, secondu a quale l'unicu modu "ortodossu" per uttene più putenza era di fà girà u mutore à giri elevati. Nisun eresie è flirtà cù cumpressori meccanichi à a Mercedes (C 200 Kompressor) o Toyota (Corolla Compressor), senza pregiudiziu versu i turbocompressori VW o Opel. I costruttori di motori di Monaco anu datu preferenza à u riempimentu ad alta frequenza è à a pressione atmosferica normale, l'usu di soluzioni di alta tecnulugia è, in casi estremi, un spostamentu più grande. L'esperimenti di cumpressori basati nantu à i motori bavaresi sò stati guasgi cumpletamente trasferiti à i "fakirs" da a cumpagnia di tuning Alpina, chì hè vicinu à a preoccupazione di Munich.

Oghje, BMW ùn produce più motori di benzina aspirati naturali, è a linea di motori diesel include digià un turbocompressore di quattru cilindri. Volvo usa una cumminazzioni di rifornimentu cù un meccanicu è turbocharger, Audi hà creatu un mutore di diesel cù una cumminazione di un compressore elettricu è dui turbocompressori in cascata, Mercedes hà un mutore di benzina cù un elettricu è un turbocharger.

In ogni casu, prima di parlà di elli, avemu da vultà in u tempu per truvà e radiche di sta transizione tecnologica. Ampararemu cumu i pruduttori americani anu pruvatu à utilizà a tecnulugia turbo per cumpensà a riduzzione di e dimensioni di u mutore risultatu da e duie crisi di l'oliu in l'anni ottanta è cumu fallenu in questi tentativi. Parleremu di i tentativi senza successu di Rudolf Diesel per creà un mutore di compressore. Avemu da ricurdà l'era gloriosa di i motori di compressori in l'anni 20 è 30, è ancu i longu anni di obliviu. Di sicuru, ùn mancamu micca l'apparizione di i primi mudelli di pruduzzione di turbocompressori dopu a prima crisa di petroliu maiò di l'anni 70. O per u sistema di cumposti Scania Turbo. In corta - vi cuntaremu di a storia è l'evoluzione di a tecnulugia di cumpressori ...

(seguità)

Testu: Georgy Kolev