Test Drive Magic Fires: Historia de la ingeniería de compresores II
Prueba de manejo

Test Drive Magic Fires: Historia de la ingeniería de compresores II

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La segunda parte de la serie: La era de los compresores - pasado y presente

“Karl frenó imperceptiblemente y el Buick nos adelantó lentamente. Alas anchas y brillantes se arrastraron a nuestro lado. El silenciador arrojó humo azul ruidosamente a nuestras caras. Poco a poco, el Buick ganó unos veinte metros de ventaja, y luego, como esperábamos, el rostro del propietario apareció en la ventana, sonriendo triunfalmente.

Pensó que ganó ... Nos dio señales con especial calma, confiado en su victoria. En ese momento Karl se levantó de un salto. El compresor explotó. Y de repente la mano que saludaba desde la ventana desapareció cuando Karl aceptó la invitación y se acercó. Se acercó incontrolablemente.

1938 Erich María Remarque. "Tres camaradas". Un amor condenado, un alma destrozada y el valor de unas cuantas decenas de pequeñas cosas que nos recuerdan que solo apreciamos las cosas simples cuando se desvanecen suave e irreversiblemente. Una novela sobre el privilegio de vivir aquí y ahora, remando a puñados las alegrías de la vida, una obra maestra sobre los inmensos valores humanos y... Carl es un coche con un ego modesto, pero con un alma desbordante.

Three Comrades se publicó en un punto de inflexión en la historia de la humanidad en 1938. Pocos meses después de la publicación, el 1 de septiembre de 1939, el día en que los autos del Gran Premio compitieron en una feroz carrera por el Gran Premio de Yugoslavia, los tanques alemanes cruzaron la frontera hacia Polonia y llevaron a la humanidad a su mayor caída. Este día marca el final de una era en la industria automotriz. La era de los compresores está llegando a su fin.

Hasta hace poco, la palabra alemana meticulosamente escrita "Kompressor" era visible en bastantes modelos de Mercedes. Por supuesto, sería mucho más conveniente utilizar una abreviatura simple como CDI o CGI, pero la escrupulosa ortografía de toda la palabra en este caso no es accidental. Sin él, gran parte del impacto de marketing se habría perdido si surgiera el desafío de recordar aquellos tiempos gloriosos en la vida de un fabricante de automóviles de lujo, cuando todo se basaba en el lema de Kompressor oder Nichts (compresor o nada).

El acrónimo TSI en el capó de plástico del VW Golf GT en 2005 era mucho más sobrio y no pretendía tender puentes hacia una herencia glamorosa. La modestia excesiva definitivamente no es una de las cualidades de VW, y el fabricante de Wolfsburgo no perdería la oportunidad de recordar algunos de sus éxitos, pero en este caso, la etiqueta TSI tenía que mostrar la vanguardia técnica, no la tradición. La fórmula tecnológica utilizada por los ingenieros de VW fue tan trivial como una idea, tan compleja como la implementación: un motor pequeño (en este caso, solo 1,4 litros) proporciona un excelente rendimiento dinámico y una impresionante potencia de 170 hp. gracias al tándem de un potente turbocompresor y una pequeña pero eficiente unidad mecánica que llena el "agujero" devastado por la gran potencia del turbocompresor y actúa como una especie de droga contra la falla inicial del motor. Y justo cuando pensábamos que la idea era un éxito, entró en escena una nueva línea de motores de dos litros. Volvo, el más potente de los cuales tiene el mismo sistema de repostaje con mecánica y turbocompresores. Todo esto nos impulsa a volver a la historia y recordar los prototipos lejanos de las obras maestras de la ingeniería moderna. Sí, obras maestras, porque el desarrollo de Volvo ha vuelto a poner en el orden del día una solución técnica extremadamente interesante que se utilizó con éxito en un coche de carreras supercaro hace dos décadas. Lanza Delta S4.

Como ya se mencionó, no hay nada complicado o extraño en la idea conceptual de los motores VW y Volvo. Hemos vivido durante mucho tiempo el tema neurálgico de los altos precios del combustible y el complejo conjunto de desafíos que enfrentan los diseñadores automotrices modernos en su búsqueda para crear trenes de potencia dinámicos y eficientes en combustible.

El torbellino de la emoción tecnológica no pudo pasar por alto los compresores en sus dos variedades. Además, hoy en día los turbocompresores se encuentran entre los principales protagonistas de la carrera por la máxima eficiencia, añadiendo nuevo combustible a las llamas de una vieja historia que se remonta a 1885 ...

Máquinas de compresor y diésel Rudolph

Hay algo del sabor sentimental de una novela de finales del siglo XIX sobre los primeros automóviles con motor de combustión interna. Sin embargo, sus creadores no eran solo "alquimistas" ambiciosos e ignorantes y experimentadores locos, sino generalmente personas altamente educadas cuyos inventos se basan en una base científica seria. Es esta sólida base de conocimientos la que despierta en la mente de Gottlieb Daimler la idea de equipar sus motores de gasolina y queroseno con una máquina compresora externa. Desafortunadamente, sus primeros intentos en esta dirección no tuvieron éxito y, al final, abandonó un mayor desarrollo. Aparentemente, en ese momento, las posibilidades de precomprimir el aire fresco que ingresaba a los cilindros eran extremadamente pequeñas; baste decir que Daimler nuevamente se comprometió con la investigación activa en esta área solo después del final de la Primera Guerra Mundial. El camino de Rudolf Diesel es similar. Al mismo tiempo que estaba tratando de ejecutar sus patentes en una importante compañía petrolera y terminó vendiéndolas caras y demasiado caras a los hermanos Nobel suecos que trabajaban en los campos petroleros rusos del Cáucaso, dibujó diagramas y descubrió cómo seguir mejorar la eficiencia Es un motor térmico bastante eficiente en principio. Un hecho poco conocido hoy en día es que Diesel instaló una unidad de precompresión en su segunda muestra de laboratorio, trabajando en la base de desarrollo de MAN en Augsburgo, y en diciembre de 1896 apareció toda una serie de motores diesel equipados con compresores.

Mucho más tarde, el papel del asistente principal del motor diesel lo desempeñará el turbocompresor de escape, gracias al cual la invención de Rudolf Diesel se elevará a su rango actual. Los primeros motores Rudolf Diesel experimentales con un compresor mecánico notaron el aumento significativo esperado en la potencia, pero en términos de eficiencia, las cosas no fueron tan optimistas. El diesel, para el que la economía del motor es de suma importancia, valora como negativos los resultados de sus propios experimentos. Para un ingeniero brillante, se convierten en un enigma absoluto e insoluble, contrario a sus conocidas leyes de la termodinámica. Habiendo completado sus experimentos en esta área, escribió lo siguiente en su cuaderno: “Un experimento realizado el 28 de enero de 1897, y una comparación con experimentos anteriores el 12 de enero, planteó la cuestión del efecto de la precompresión. Obviamente, esto es extremadamente dañino, por lo que a partir de ahora debemos abandonar esta idea y centrarnos en un motor convencional de cuatro cilindros con entrada directa de aire fresco de la atmósfera en su forma actual ". ¡Gracias a Dios, el genio Diesel está profundamente equivocado aquí! Más tarde resultó que no era la idea del llenado forzado lo que estaba mal, sino la forma de su implementación….

Motores diesel de compresor en barcos

Después de una serie de experimentos fallidos de Rudolf Diesel y las conclusiones erróneas que les siguieron, los diseñadores abandonaron durante mucho tiempo el uso de dicho dispositivo para el suministro forzado de aire fresco adicional, confiando únicamente en la presión atmosférica natural. La única forma ortodoxa y comprobada de lograr más potencia en ese momento era aumentar el nivel de cilindrada y velocidad, ya que esta última es tecnológicamente factible. La niebla de los delirios persistió durante dos décadas, hasta que la tecnología alcanzó el nivel requerido, y la empresa de motores MAN de la ciudad alemana de Augsburgo volvió a poner esta idea en la agenda. Fruto del intenso trabajo de la empresa a principios de los años 20 del siglo pasado, aparecieron las primeras unidades diésel de producción masiva con repostaje forzado mediante compresor mecánico. En 1924 ya había barcos con motores diésel compresores, entre los que se puede encontrar una interesante solución tecnológica en la que los compresores no son accionados directamente desde el cigüeñal, sino desde motores eléctricos especialmente adaptados (notaste la analogía con el diésel V8 de hoy en Audi) , como resultado que aumenta su potencia desde los 900 estándar hasta los 1200 hp. Por supuesto, en todos estos casos estamos hablando de unidades accionadas mecánicamente, aunque a principios de siglo se patentó la idea del compresor de gas, cuando se implemente en modelos en serie, será un largo tiempo. . El desarrollo extremadamente lento de la tecnología de compresores se debe a dos razones principales: poca conciencia del comportamiento de las gasolinas con su tendencia inherente a detonar e incertidumbre sobre la eficiencia de varios tipos de unidades compresoras.

El llenado de motores de gasolina comenzó en 1901, cuando Sir Dugald Clerk (que fue uno de los pioneros de los motores de dos tiempos, por cierto) decidió usar una bomba para forzar aire fresco adicional en las cámaras de combustión. motor con una enorme cilindrada. El empleado se toma los problemas del motor térmico de forma seria y científica, y con este dispositivo busca aumentar deliberadamente la eficiencia termodinámica del motor. Sin embargo, al final, él, como Diesel antes que él, solo logró aumentar su poder.

Los compresores Roots más utilizados en la actualidad se basan en un dispositivo de bombeo patentado por Frank y Philander Roots de Indiana en la década de 1907. El principio de funcionamiento de la unidad Roots se toma prestado de la bomba de engranajes inventada en el siglo 100 por Johannes Kepler, y los primeros experimentos de Gottlieb Daimler y su ingeniero jefe Wilhelm Maybach se basaron en los compresores Roots. El resultado más impresionante del llenado positivo mecánico, sin embargo, proviene del estadounidense Lee Chadwick, quien en 80 instaló un compresor en el enorme motor de seis cilindros de su automóvil, cuya velocidad de trabajo es nueve veces la velocidad del cigüeñal. Así, Chadwick logró un monstruoso aumento de potencia y su automóvil se convirtió en el primero del mundo en alcanzar la velocidad registrada oficialmente de XNUMX millas por hora. Por supuesto, en los primeros días de esta tecnología, muchos diseñadores experimentaron con otros tipos de dispositivos compresores, como centrífugos y de paletas. Entre las solicitudes de patente se encuentra el antecesor del compresor de pistón rotativo, muy utilizado en las XNUMX-s del siglo pasado por varias empresas, así como el compresor de paletas de Arnold Theodor Zoller.

Como resultado, el llenado forzado justifica el aumento esperado en litros de capacidad y resulta ser una herramienta ideal para mejorar los parámetros dinámicos de unidades ya diseñadas.

Pero los automóviles no fueron los únicos que lo apoyaron: ya en 1913, ya existían motores de locomotora con compresor, y durante la Primera Guerra Mundial, la carga forzada se convirtió en un medio ideal para compensar el aire enrarecido en aviones de gran altitud.

(seguir)

Texto: Georgy Kolev

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