Test Drive Magic Fires: The History of Compressor Engineering II

قسمت دوم سریال: عصر کمپرسورها - گذشته و حال

"کارل به طور نامحسوس ترمز کرد و بیوک به آرامی از ما سبقت گرفت. بالهای براق و پهن از کنار ما خزیدند. صدا خفه کن دود آبی را با صدای بلند در صورت های ما می زد. به تدریج ، بیوک حدود بیست متر سرب به دست آورد و سپس ، همانطور که انتظار داشتیم ، چهره صاحب آن در پنجره ظاهر شد و پیروزمندانه پوزخند زد.

او فکر کرد که برنده شد ... او به ما آرام آرام ، با اطمینان از پیروزی خود ، سیگنالهایی داد. در آن لحظه کارل از جا پرید. کمپرسور منفجر شد. و ناگهان دست تکان دهنده از پنجره ناپدید شد که کارل دعوت را پذیرفت و نزدیک شد. بی اختیار نزدیک شد.

1938 اریش ماریا رمارک. "سه رفیق". یک عشق محکوم به فنا، یک روح ویران، و ارزش چند ده چیز کوچک که به ما یادآوری می‌کند که ما قدر چیزهای ساده را تنها زمانی می‌دانیم که به آرامی و بدون بازگشت محو شوند. رمانی درباره امتیاز زندگی در اینجا و اکنون، پارو زدن مشت‌هایی از شادی‌های زندگی، شاهکاری درباره ارزش‌های عظیم انسانی و ... کارل خودرویی است با منیتی متواضع، اما با روحی بی‌کران.

سه رفیق در یک نقطه عطف در تاریخ بشر در سال 1938 منتشر شد. فقط چند ماه پس از انتشار ، در اول سپتامبر 1 ، روزی که اتومبیل های گرند پری در یک مسابقه شدید برای گرندپری یوگسلاوی شرکت کردند ، تانک های آلمانی از مرز لهستان عبور کردند و بشریت را به بزرگترین سقوط خود رساندند. این روز پایان دوره ای در صنعت خودرو است. دوران کمپرسورها رو به پایان است.

تا همین اواخر ، کلمه آلمانی "Kompressor" به طور دقیق در چندین مدل مرسدس قابل مشاهده بود. البته ، استفاده از اختصار ساده مانند CDI یا CGI بسیار راحت تر خواهد بود ، اما املای دقیق کل کلمه در این مورد تصادفی نیست. بدون آن ، اگر چالشی در یادآوری آن دوران باشکوه در زندگی یک تولیدکننده خودروهای لوکس ایجاد شود ، زمانی که همه چیز بر اساس شعار Kompressor oder Nichts (کمپرسور یا هیچ چیز) بنا شده بود ، بسیاری از تأثیرات بازاریابی از بین می رفت.

نام اختصاری TSI روی کاپوت پلاستیکی VW Golf GT در سال 2005 بسیار محدودتر بود و برای ساختن پل هایی به سوی میراث پر زرق و برق نبود. فروتنی بیش از حد قطعا یکی از ویژگی های فولکس واگن نیست و سازنده ولفسبورگ فرصت را برای یادآوری برخی از موفقیت های خود از دست نمی دهد، اما در این مورد، برچسب TSI باید آوانگارد فنی را به نمایش می گذاشت، نه سنت. فرمول تکنولوژیکی مورد استفاده مهندسان فولکس واگن به اندازه یک ایده ساده و پیچیده بود - یک موتور کوچک (در این مورد فقط 1,4 لیتر) عملکرد دینامیکی عالی و قدرت چشمگیر 170 اسب بخار را ارائه می دهد. به لطف پشت سر هم یک توربوشارژر قدرتمند و یک واحد مکانیکی کوچک اما کارآمد که "حفره" تخریب شده توسط قدرت زیاد توربوشارژر را پر می کند و به عنوان نوعی دوپ در برابر خرابی اولیه موتور عمل می کند. و درست زمانی که فکر کردیم این ایده موفقیت آمیز بود، خط جدیدی از موتورهای دو لیتری وارد صحنه شد. ولوو که قوی ترینش سیستم سوخت گیری یکسان با شارژرهای مکانیکی و توربوشارژر دارد. همه اینها ما را به بازگشت به تاریخ و یادآوری نمونه های اولیه از شاهکارهای مهندسی مدرن ترغیب می کند. بله، شاهکارها، زیرا توسعه ولوو یک بار دیگر راه حل فنی بسیار جالبی را در دستور کار قرار داده است که دو دهه پیش با موفقیت در یک ماشین مسابقه ای فوق گران قیمت مورد استفاده قرار گرفت. Spear Delta S4.

همانطور که قبلاً گفته شد ، هیچ چیز پیچیده و عجیبی در مورد ایده مفهومی موتورهای VW و ولوو وجود ندارد. ما مدتهاست که با موضوع عصبی و گرانی قیمت بالای سوخت و مجموعه پیچیده چالشهایی روبرو هستیم که طراحان مدرن خودرو در تلاش برای ایجاد نیروگاههای نیروگاه پویا و کم مصرف با آن روبرو هستند.

گردباد هیجان فناوری نمی تواند کمپرسورهای موجود در دو نوع خود را دور بزند. علاوه بر این ، امروزه توربوشارژرها در میان بازیکنان اصلی در حداکثر کارایی هستند و سوخت جدیدی را به آتش یک داستان قدیمی اضافه می کنند که به سال 1885 باز می گردد ...

رودلف دیزل و ماشین های کمپرسور

چیزی از طعم احساسی رمان اواخر قرن نوزدهم در مورد اولین خودروهای موتور احتراق داخلی وجود دارد. با این حال، سازندگان آنها فقط "کیمیاگران" جاه طلب و نادان و آزمایشگرهای دیوانه نبودند، بلکه معمولاً افرادی با تحصیلات عالی بودند که اختراعات آنها مبتنی بر یک پایه علمی جدی است. این پایگاه دانش جامد است که ایده تجهیز موتورهای بنزینی و نفت سفید خود را به یک ماشین کمپرسور خارجی در ذهن گوتلیب دایملر بیدار می کند. متأسفانه اولین تلاش های او در این راستا ناموفق بود و در پایان از توسعه بیشتر چشم پوشی کرد. ظاهراً در آن زمان شانس پیش فشرده سازی هوای تازه وارد شده به سیلندرها بسیار کم بود - کافی است بگوییم که دایملر تنها پس از پایان جنگ جهانی اول دوباره در این زمینه تحقیقات فعالی انجام داد. مسیر رودولف دیزل نیز مشابه است. در همان زمان که او سعی داشت پتنت های خود را در یک شرکت بزرگ نفتی اجرا کند و در نهایت آنها را گران و بسیار گران به برادران نوبل سوئدی که در میادین نفتی روسیه در قفقاز کار می کردند فروخت، نمودارهایی را ترسیم کرد و چگونگی ادامه کار را فهمید. در اصل یک موتور حرارتی نسبتا کارآمد است. واقعیتی که امروزه کمتر شناخته شده است این است که دیزل یک واحد پیش فشرده سازی را روی دومین نمونه آزمایشگاهی خود نصب کرد که در پایگاه توسعه MAN در آگسبورگ کار می کرد و در دسامبر 1896 یک سری کامل از موتورهای دیزل مجهز به کمپرسور ظاهر شد.

خیلی دیرتر ، نقش دستیار اصلی موتور دیزلی توسط توربوشارژر اگزوز بازی می شود که به لطف آن اختراع رودولف دیزل به رتبه فعلی خود خواهد رسید. اولین موتورهای آزمایشی رودولف دیزل با کمپرسور مکانیکی ، انتظار می رود افزایش قابل توجهی در قدرت وجود داشته باشد ، اما از دیدگاه کارایی ، اوضاع چندان خوش رنگ نبود. دیزل ، که صرفه جویی در موتور برای آن از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است ، نتایج آزمایشات خود را منفی ارزیابی می کند. برای یک مهندس درخشان ، علی رغم قوانین معروف ترمودینامیک ، آنها به یک معمای مطلق و نامحلول تبدیل می شوند. وی پس از اتمام آزمایشات خود در این زمینه ، موارد زیر را در دفترچه یادداشت خود نوشت: "آزمایشی که در 28 ژانویه 1897 انجام شد و مقایسه آن با آزمایش های قبلی در 12 ژانویه ، این سوال را مطرح کرد که اثر پیش فشرده سازی چیست. بدیهی است که این امر بسیار مضر است ، بنابراین از این به بعد باید این ایده را کنار بگذاریم و بر روی یک موتور چهار سیلندر معمولی تمرکز کنیم که به شکل فعلی هوای تازه از جو دریافت می کند. " خدا را شکر ، دیزل نابغه به شدت در اینجا اشتباه می کند! بعداً معلوم شد که این ایده پر کردن اجباری نبوده است ، بلکه روش اجرای آن است ...

کمپرسور موتورهای دیزلی در کشتی ها

پس از یک سری آزمایشات ناموفق توسط رودولف دیزل و نتیجه گیری های اشتباهی که به دنبال آنها انجام شد، طراحان برای مدت طولانی استفاده از چنین دستگاهی را برای تامین اجباری هوای تازه اضافی صرفاً با تکیه بر فشار طبیعی اتمسفر کنار گذاشتند. تنها راه متعارف و ثابت شده برای دستیابی به قدرت بیشتر در آن زمان، افزایش جابجایی و سطح سرعت بود، زیرا دومی از نظر فناوری امکان پذیر است. مه توهمات دو دهه ادامه داشت تا اینکه فناوری به حد لازم رسید و شرکت موتور MAN از شهر آگسبورگ آلمان دوباره این ایده را در دستور کار قرار داد. در نتیجه کار فشرده این شرکت در اوایل دهه 20 قرن گذشته ، اولین واحدهای دیزلی تولید انبوه با سوخت گیری اجباری با استفاده از کمپرسور مکانیکی ظاهر شد. در سال 1924 قبلاً کشتی هایی با موتورهای دیزلی کمپرسور وجود داشت که در میان آنها می توان یک راه حل فن آوری جالب را پیدا کرد که در آن کمپرسورها مستقیماً از میل لنگ رانده نمی شوند، بلکه از موتورهای الکتریکی مخصوصاً تطبیق داده شده اند (شما متوجه قیاس با دیزل V8 امروزی در آئودی شدید) در نتیجه قدرت آنها از استاندارد 900 به 1200 اسب بخار افزایش می یابد. البته در تمام این موارد ما در مورد واحدهای مکانیکی صحبت می کنیم - اگرچه در ابتدای قرن ایده کمپرسور گاز ثبت اختراع شد، اما تا زمانی که در مدل های سریال اجرا شود، این یک خواهد بود. مدت زمان طولانی. . توسعه بسیار کند فن آوری کمپرسور به دو دلیل اصلی است - آگاهی ضعیف از رفتار بنزین ها با تمایل ذاتی آنها به ضربه زدن و عدم اطمینان در مورد کارایی انواع مختلف واحدهای کمپرسور.

پر کردن موتورهای بنزینی در سال 1901 آغاز شد ، زمانی که سر دوگالد کلرک (که اتفاقاً یکی از پیشگامان موتور دو زمانه بود) تصمیم گرفت از پمپ برای وارد کردن هوای تازه اضافی به اتاق های احتراق استفاده کند. موتور با جابجایی عظیم. متصدی مشکلات موتورهای حرارتی را جدی و علمی می گیرد و با این دستگاه در صدد بهبود عمدی بازده ترمودینامیکی موتور است. با این حال ، در پایان ، او ، مانند دیزل قبل از خود ، فقط توانست قدرت خود را افزایش دهد.

کمپرسورهای Roots که امروزه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند مبتنی بر دستگاه پمپاژ ثبت شده توسط Frank and Philander Roots از ایندیانا در دهه 1907 است. اصل کارکرد واحد Roots از پمپ دنده ای که در قرن 100 توسط یوهانس کپلر اختراع شد ، وام گرفته شد و اولین آزمایشات گوتلیب دایملر و مهندس ارشد وی ، ویلهلم میباخ بر اساس کمپرسورهای Roots بود. چشمگیرترین نتیجه پر شدن مکانیکی مثبت ، ناشی از لی چادویک آمریکایی است که در سال 80 یک کمپرسور با سرعت کار نه برابر سرعت میل لنگ بر روی موتور عظیم شش سیلندر خود نصب کرد. بنابراین ، چادویک به یک افزایش هیولا در قدرت دست یافت و اتومبیل او اولین خودروی جهان بود که به سرعت ثبت شده رسمی XNUMX مایل در ساعت رسید. البته در اوایل کار این فناوری ، بسیاری از طراحان انواع مختلفی از دستگاه های کمپرسور مانند گریز از مرکز و پره را آزمایش کردند. در میان برنامه های ثبت اختراع می توان سلف کمپرسور پیستونی دوار را یافت ، که به طور گسترده در XNUMX-قرن قرن گذشته توسط چندین شرکت استفاده شده است ، و همچنین کمپرسور پره ای توسط آرنولد تئودور زولر.

در نتیجه ، پر کردن اجباری افزایش مورد انتظار در ظرفیت لیتر را توجیه می کند و به نظر می رسد ابزاری ایده آل برای بهبود پارامترهای دینامیکی واحدهای از قبل طراحی شده باشد.

اما اتومبیل ها تنها حامیان آن نبودند - در اوایل سال 1913، موتورهای لوکوموتیو با کمپرسور از قبل وجود داشتند و در طول جنگ جهانی اول، شارژ اجباری به وسیله ای ایده آل برای جبران هوای کمیاب در هواپیماهای ارتفاع بالا تبدیل شد.

(پيگيري كردن)

متن: جورجی کولف