Test Drive Magic Fires: Povijest kompresorskog inženjerstva II
Drugi dio serijala: Era kompresora - prošlost i sadašnjost
“Karl je neprimjetno kočio i Buick nas je polako pretekao. Široka sjajna krila puzala su kraj nas. Prigušivač je glasno izbacio plavi dim u naša lica. Postupno je Buick stekao dvadesetak metara olova, a onda se, kako smo i očekivali, na prozoru pojavilo lice vlasnika, pobjedonosno se nacerivši.
Mislio je da je pobijedio ... Davao nam je signale posebno mirno, siguran u svoju pobjedu. U tom je trenutku Karl skočio. Kompresor je eksplodirao. I odjednom je ruka koja je mahala s prozora nestala kad je Karl prihvatio poziv i prišao. Nekontrolirano je prišao.
1938 Erich Maria Remarque. "Tri druga". Osuđena ljubav, razorena duša i vrijednost nekoliko desetaka sitnica koje nas podsjećaju da jednostavne stvari cijenimo tek kada glatko i nepovratno nestanu. Roman o privilegiji življenja ovdje i sada, veslanje pregrštima životnih radosti, remek-djelo o neizmjernim ljudskim vrijednostima i... Carl je auto skromnog ega, ali bezgranične duše.
Tri druga su objavljena na prekretnici u ljudskoj povijesti 1938. godine. Samo nekoliko mjeseci nakon objave, 1. rujna 1939., na dan kada su se Grand Prix automobili natjecali u žestokoj utrci za VN Jugoslavije, njemački tenkovi prešli su granicu s Poljskom i doveli čovječanstvo do njegovog najvećeg pada. Ovaj dan označava kraj ere u automobilskoj industriji. Era kompresora se bliži kraju.
Donedavno je pomno napisana njemačka riječ "Kompressor" bila vidljiva na dosta Mercedesovih modela. Naravno, bilo bi mnogo prikladnije koristiti jednostavnu skraćenicu kao što je CDI ili CGI, ali pomno pisanje cijele riječi u ovom slučaju nije slučajno. Bez toga bi se velik dio marketinškog utjecaja izgubio da se pojavio izazov prisjetiti se onih slavnih vremena u životu proizvođača luksuznih automobila, kada se sve temeljilo na motu Kompressor oder Nichts (kompresor ili ništa).
Skraćenica TSI na plastičnoj haubi VW Golfa GT 2005. bila je mnogo suzdržanija i nije trebala graditi mostove prema nekom glamuroznom nasljeđu. Pretjerana skromnost definitivno nije jedna od odlika VW-a, a proizvođač iz Wolfsburga ne bi propustio priliku podsjetiti se na neke od svojih uspjeha, no u ovom slučaju oznaka TSI morala je prikazati tehničku avangardu, a ne tradiciju. Tehnološka formula koju su koristili inženjeri VW-a bila je trivijalna poput ideje, složena poput izvedbe - mali motor (u ovom slučaju samo 1,4 litre) pruža izvrsne dinamičke performanse i impresivnu snagu od 170 KS. zahvaljujući tandemu snažnog turbopunjača i male, ali učinkovite mehaničke jedinice koja ispunjava "rupu" opustošenu velikom snagom turbopunjača i djeluje kao svojevrsni doping protiv početnog kvara motora. I baš kad smo mislili da je ideja uspjela, na scenu je stupila nova linija dvolitrenih motora. Volvo, od kojih najsnažniji ima isti sustav dolijevanja goriva s mehaničkim i turbopunjačima. Sve nas to tjera da se vratimo u povijest i prisjetimo se dalekih prototipova modernih inženjerskih remek-djela. Da, remek-djela, jer razvoj Volva ponovno je na dnevni red stavio iznimno zanimljivo tehničko rješenje koje je prije dva desetljeća uspješno korišteno u superskupom trkaćem automobilu. Koplje Delta S4.
Kao što je već spomenuto, u konceptualnoj ideji motora VW i Volvo nema ništa komplicirano ili čudno. Dugo smo živjeli kroz neuralgičnu temu visokih cijena goriva i složeni niz izazova s kojima se suvremeni automobilski dizajneri suočavaju u svojoj potrazi za stvaranjem dinamičnih i učinkovitih pogonskih sklopova.
Vrtlog tehnološkog uzbuđenja nije mogao zaobići kompresore u njihove dvije vrste. Štoviše, danas su turbopunjači među glavnim igračima u utrci za maksimalnom učinkovitošću, dodajući novo ulje na vatru stare priče koja datira iz 1885. godine ...
Rudolph Diesel i kompresorski strojevi
Ima nešto od sentimentalnog okusa romana s kraja 1896. stoljeća o prvim automobilima s motorom s unutarnjim izgaranjem. No, njihovi tvorci nisu bili samo ambiciozni i neuki "alkemičari" i ludi eksperimentatori, već najčešće visoko obrazovani ljudi čiji su izumi utemeljeni na ozbiljnoj znanstvenoj osnovi. Upravo ta čvrsta baza znanja budi u umu Gottlieba Daimlera ideju o opremanju njegovih benzinskih i kerozinskih motora vanjskim kompresorskim strojem. Nažalost, njegovi prvi pokušaji u tom smjeru bili su neuspješni, te je na kraju odustao od daljnjeg razvoja. Navodno su u to vrijeme šanse za predkompresiju svježeg zraka koji je ulazio u cilindre bile iznimno male - dovoljno je reći da se Daimler ponovno uključio u aktivna istraživanja na ovom području tek nakon završetka Prvog svjetskog rata. Sličan je i put Rudolfa Diesela. U isto vrijeme dok je pokušavao pokrenuti svoje patente u velikoj naftnoj tvrtki i na kraju ih skupo i preskupo prodao švedskoj braći Nobel koji su radili na ruskim naftnim poljima na Kavkazu, crtao je dijagrame i smišljao kako dalje poboljšati učinkovitost. to je u načelu prilično učinkovit toplinski motor. Danas malo poznata činjenica je da je Diesel na svoj drugi laboratorijski uzorak, koji radi u razvojnoj bazi MAN u Augsburgu, ugradio predkompresijsku jedinicu, au prosincu XNUMX. pojavila se cijela serija dizelskih motora opremljenih kompresorima.
Mnogo kasnije ulogu glavnog pomoćnika dizelskog motora imat će ispušni turbopunjač, zahvaljujući kojem će se izum Rudolfa Diesela uzdići na svoj trenutni rang. Prvi eksperimentalni Rudolf Diesel motori s mehaničkim kompresorom zabilježili su očekivano značajno povećanje snage, ali što se tiče učinkovitosti, stvari nisu bile tako ružičaste. Diesel, kojem je ekonomičnost motora od najveće važnosti, rezultate vlastitih eksperimenata ocjenjuje negativnim. Za briljantnog inženjera postaju apsolutna i nerješiva enigma, suprotno njegovim poznatim zakonima termodinamike. Završivši eksperimente na ovom području, u svoju je bilježnicu napisao sljedeće: „Eksperiment proveden 28. siječnja 1897. i usporedba s prethodnim eksperimentima 12. siječnja pokrenuo je pitanje učinka predkompresije. Očito je da je ovo izuzetno štetno, pa od sada moramo napustiti tu ideju i usredotočiti se na konvencionalni četverocilindrični motor s izravnim unosom svježeg zraka iz atmosfere u trenutnom obliku. " Hvala Bogu, genijalni Diesel ovdje se duboko vara! Kasnije se ispostavilo da nije pogrešna ideja prisilnog punjenja, već način njegove provedbe ...
Kompresorski dizel motori na brodovima
Nakon niza neuspješnih eksperimenata Rudolfa Diesela i pogrešnih zaključaka koji su uslijedili, dizajneri su dugo vremena odustali od upotrebe takvog uređaja za prisilni dovod dodatnog svježeg zraka, oslanjajući se isključivo na prirodni atmosferski tlak. Jedini ortodoksni i provjereni način za postizanje veće snage u to vrijeme bilo je povećanje obujma i razine brzine, budući da je potonje tehnološki izvedivo. Dva desetljeća vukla se magla zabluda, sve dok tehnologija nije dosegla potrebnu razinu, a tvrtka za proizvodnju motora MAN iz njemačkog grada Augsburga ponovno je ovu ideju stavila na dnevni red. Kao rezultat intenzivnog rada tvrtke početkom 20-ih godina prošlog stoljeća pojavile su se prve masovne dizelske jedinice s prisilnim punjenjem goriva pomoću mehaničkog kompresora. Već 1924. godine postoje brodovi s kompresorskim dizelskim motorima, među kojima se može pronaći zanimljivo tehnološko rješenje u kojem se kompresori ne pokreću izravno s koljenastog vratila, već iz posebno prilagođenih elektromotora (primijetili ste analogiju s današnjim V8 dizelom na Audiju) , čime im se snaga povećava sa standardnih 900 na 1200 KS. Naravno, u svim ovim slučajevima riječ je o jedinicama na mehanički pogon - iako je početkom stoljeća patentirana ideja o plinskom kompresoru, do implementacije u serijskim modelima bit će to Dugo vrijeme. . Izuzetno spor razvoj kompresorske tehnologije posljedica je dva glavna razloga - slaba svijest o ponašanju benzina s njihovom inherentnom sklonošću lupanju i neizvjesnost o učinkovitosti različitih tipova kompresorskih jedinica.
Punjenje benzinskih motora započelo je 1901. godine, kada je sir Dugald Clerk (koji je inače bio jedan od pionira dvotaktnih motora) odlučio upotrijebiti pumpu za prisiljavanje dodatnog svježeg zraka u komore za izgaranje. motor ogromne zapremnine. Službenik ozbiljno i znanstveno shvaća probleme s motorom s toplinom i ovim uređajem želi namjerno povećati termodinamičku učinkovitost motora. Međutim, na kraju je i on, poput Diesela prije njega, uspio samo povećati svoju moć.
Najčešće korišteni kompresori Roots danas temelje se na pumpnom uređaju koji su patentirali Frank i Philander Roots iz Indiane 1907-ih. Princip rada jedinice Roots posuđen je iz zupčaste pumpe koju je u 100. stoljeću izumio Johannes Kepler, a prvi eksperimenti Gottlieba Daimlera i njegovog glavnog inženjera Wilhelma Maybacha temeljili su se na Rootsovim kompresorima. Najupečatljiviji rezultat mehaničkog pozitivnog punjenja, međutim, dolazi od Amerikanca Lee Chadwicka, koji je 80. godine na ogromni šestocilindrični motor svog automobila ugradio kompresor čija je radna brzina devet puta veća od brzine radilice. Tako je Chadwick postigao monstruozan porast snage, a njegov je automobil postao prvi na svijetu koji je postigao službeno registriranu brzinu od XNUMX milja na sat. Naravno, u ranim danima ove tehnologije mnogi su dizajneri eksperimentirali s raznim drugim vrstama kompresorskih uređaja poput centrifugalnih i lopatica. Među patentnim prijavama može se naći prethodnik rotacijskog klipnog kompresora, široko korišten u XNUMX-ima prošlog stoljeća od strane nekoliko tvrtki, kao i kompresor s lopaticama Arnolda Theodora Zollera.
Kao rezultat, prisilno punjenje opravdava očekivani porast zapremnine litre i pokazalo se idealnim alatom za poboljšanje dinamičkih parametara već projektiranih jedinica.
No, automobili nisu bili jedini njezini pobornici - već 1913. već su postojali lokomotivski motori s kompresorom, a tijekom Prvog svjetskog rata prisilno punjenje postalo je idealno sredstvo za kompenzaciju razrijeđenog zraka u letjelicama na velikim visinama.
(pratiti)
Tekst: Georgy Kolev
