Test Drive Magic Fires: Sejarah Teknik Kompresor II

Bagian kedua dari seri: Era kompresor - dulu dan sekarang

“Karl mengerem tanpa terasa dan Buick perlahan menyusul kami. Sayap lebar yang mengilap merangkak melewati kami. Knalpot memuntahkan asap biru dengan keras ke wajah kami. Lambat laun, Buick memperoleh sekitar dua puluh meter timah, dan kemudian, seperti yang kami duga, wajah pemiliknya muncul di jendela, menyeringai penuh kemenangan.

Dia pikir dia telah menang ... Dia memberi kami sinyal terutama dengan tenang, percaya diri akan kemenangannya. Saat itu Karl melompat. Kompresor meledak. Dan tiba-tiba tangan yang melambai dari jendela menghilang ketika Karl menerima undangan tersebut dan muncul. Dia mendekati tak terkendali.

1938 Erich Maria Remarque. "Tiga Kamerad". Cinta yang hancur, jiwa yang hancur, dan nilai dari beberapa lusin hal kecil yang mengingatkan kita bahwa kita menghargai hal-hal sederhana hanya ketika hal itu memudar dengan mulus dan tidak dapat diubah. Sebuah novel tentang keistimewaan hidup di sini dan saat ini, mendayung segenggam penuh kegembiraan hidup, sebuah mahakarya tentang nilai-nilai kemanusiaan yang luar biasa dan ... Carl adalah mobil dengan ego yang sederhana, tetapi dengan jiwa yang tak terbatas.

Three Comrades diterbitkan pada titik balik dalam sejarah manusia pada tahun 1938. Hanya beberapa bulan setelah publikasi, pada tanggal 1 September 1939, hari dimana mobil-mobil Grand Prix berkompetisi dalam perlombaan sengit untuk Yugoslavia Grand Prix, tank-tank Jerman melintasi perbatasan ke Polandia dan membawa umat manusia menuju kejatuhan terbesarnya. Hari ini menandai berakhirnya sebuah era di industri otomotif. Era kompresor akan segera berakhir.

Sampai baru-baru ini, kata Jerman yang ditulis dengan cermat "Kompressor" terlihat di beberapa model Mercedes. Tentu saja, akan jauh lebih nyaman menggunakan singkatan sederhana seperti CDI atau CGI, tetapi ejaan keseluruhan kata yang cermat dalam kasus ini bukanlah kebetulan. Tanpa itu, sebagian besar dampak pemasaran akan hilang jika tantangannya adalah mengingat masa-masa gemilang dalam kehidupan produsen mobil mewah, ketika semuanya didasarkan pada moto Kompressor oder Nichts ("kompresor atau tidak sama sekali").

Singkatan TSI pada kap plastik VW Golf GT pada tahun 2005 jauh lebih terkendali dan tidak dimaksudkan untuk membangun jembatan menuju warisan yang glamor. Kesopanan yang berlebihan jelas bukan salah satu kualitas VW, dan pabrikan Wolfsburg tidak akan melewatkan kesempatan untuk mengenang beberapa keberhasilannya, tetapi dalam hal ini, label TSI harus menampilkan avant-garde teknis, bukan tradisi. Formula teknologi yang digunakan oleh para insinyur VW adalah ide yang sepele, serumit implementasi - mesin kecil (dalam hal ini, hanya 1,4 liter) memberikan performa dinamis yang luar biasa dan tenaga 170 hp yang mengesankan. berkat tandem turbocharger yang bertenaga dan unit mekanis kecil namun efisien yang mengisi "lubang" yang dirusak oleh tenaga turbocharger yang besar dan bertindak sebagai semacam obat bius terhadap kegagalan mesin awal. Dan tepat ketika kami mengira idenya sukses, lini baru mesin dua liter memasuki lokasi. Volvo, yang paling bertenaga memiliki sistem pengisian bahan bakar yang sama dengan mekanik dan turbocharger. Semua ini mendorong kita untuk kembali ke sejarah dan mengingat kembali prototipe jauh dari mahakarya teknik modern. Ya, mahakarya, karena pengembangan Volvo sekali lagi memasukkan solusi teknis yang sangat menarik ke dalam agenda yang berhasil digunakan dalam mobil balap super mahal dua dekade lalu. Tombak Delta S4.

Seperti yang telah disebutkan, tidak ada yang rumit atau aneh tentang ide konseptual mesin VW dan Volvo. Kita telah lama hidup melalui tema neuralgik tentang harga bahan bakar yang tinggi dan serangkaian tantangan kompleks yang dihadapi desainer otomotif modern dalam upaya mereka menciptakan powertrains yang dinamis dan hemat bahan bakar.

Angin puyuh kegembiraan teknologi tidak dapat melewati kompresor di dua varietas mereka. Selain itu, turbocharger saat ini adalah salah satu pemain utama dalam perlombaan untuk efisiensi maksimum, menambahkan bahan bakar baru ke dalam api cerita lama yang dimulai pada tahun 1885 ...

Rudolph Diesel dan mesin kompresor

Ada rasa sentimental dari novel akhir abad ke-1896 tentang mobil bermesin pembakaran internal pertama. Namun, pencipta mereka bukan hanya "alkemis" yang ambisius dan bodoh serta peneliti gila, tetapi biasanya orang-orang berpendidikan tinggi yang penemuannya didasarkan pada dasar ilmiah yang serius. Basis pengetahuan yang kuat inilah yang membangkitkan di benak Gottlieb Daimler gagasan untuk melengkapi mesin bensin dan minyak tanahnya dengan mesin kompresor eksternal. Sayangnya, upaya pertamanya ke arah ini tidak berhasil, dan pada akhirnya ia meninggalkan pengembangan lebih lanjut. Rupanya, pada saat itu, peluang pra-kompresi udara segar yang masuk ke dalam silinder sangat kecil - cukup dikatakan bahwa Daimler kembali terlibat dalam penelitian aktif di bidang ini hanya setelah berakhirnya Perang Dunia Pertama. Jalan Rudolf Diesel serupa. Pada saat yang sama ketika dia mencoba untuk menjalankan patennya di sebuah perusahaan minyak besar dan akhirnya menjualnya dengan harga mahal dan terlalu mahal kepada saudara-saudara Nobel Swedia yang bekerja di ladang minyak Rusia di Kaukasus, dia menggambar diagram dan menemukan cara untuk melanjutkan. meningkatkan efisiensi.ini adalah mesin panas yang cukup efisien pada prinsipnya. Fakta yang sedikit diketahui saat ini adalah bahwa Diesel memasang unit prakompresi pada sampel laboratorium keduanya, yang bekerja di pangkalan pengembangan MAN di Augsburg, dan pada bulan Desember XNUMX seluruh rangkaian mesin diesel yang dilengkapi dengan kompresor muncul.

Belakangan, peran asisten utama mesin diesel akan dimainkan oleh turbocharger knalpot, berkat penemuan Rudolf Diesel akan naik ke peringkatnya saat ini. Mesin Rudolf Diesel eksperimental pertama dengan kompresor mekanis mencatat peningkatan daya yang diharapkan secara signifikan, tetapi dari sudut pandang efisiensi, semuanya tidak begitu cerah. Diesel, yang ekonomi mesinnya sangat penting, menilai hasil eksperimennya sendiri sebagai negatif. Bagi seorang insinyur yang brilian, mereka menjadi teka-teki yang mutlak dan tidak terpecahkan, terlepas dari hukum termodinamika yang terkenal. Setelah menyelesaikan eksperimennya di bidang ini, ia menulis yang berikut di buku catatannya: “Eksperimen yang dilakukan pada 28 Januari 1897, dan perbandingannya dengan eksperimen sebelumnya pada 12 Januari, menimbulkan pertanyaan tentang efek pra-kompresi. Jelas, ini sangat berbahaya, jadi mulai sekarang kita harus meninggalkan ide ini dan fokus pada mesin empat silinder konvensional dengan pemasukan langsung udara segar dari atmosfer dalam bentuknya saat ini. " Terima kasih Tuhan, Diesel yang jenius salah besar di sini! Belakangan menjadi jelas bahwa yang salah bukanlah gagasan pengisian paksa, tetapi cara pelaksanaannya….

Mesin diesel kompresor di kapal

Setelah serangkaian percobaan yang gagal oleh Rudolf Diesel dan kesimpulan keliru yang mengikutinya, para perancang untuk waktu yang lama meninggalkan penggunaan perangkat semacam itu untuk pasokan paksa udara segar tambahan, hanya mengandalkan tekanan atmosfer alami. Satu-satunya cara ortodoks dan terbukti untuk mencapai lebih banyak tenaga pada saat itu adalah dengan meningkatkan perpindahan dan tingkat kecepatan, karena yang terakhir layak secara teknologi. Kabut delusi bertahan selama dua dekade, sampai teknologi mencapai tingkat yang diperlukan, dan perusahaan mesin MAN dari kota Augsburg di Jerman kembali memasukkan ide ini ke dalam agenda. Sebagai hasil dari kerja intensif perusahaan di awal tahun 20-an abad lalu, unit diesel yang diproduksi secara massal pertama dengan pengisian bahan bakar paksa menggunakan kompresor mekanis muncul. Pada tahun 1924 sudah ada kapal dengan mesin diesel kompresor, di antaranya Anda dapat menemukan solusi teknologi yang menarik di mana kompresor tidak digerakkan langsung dari poros engkol, tetapi dari motor listrik yang diadaptasi secara khusus (Anda perhatikan analogi dengan diesel V8 saat ini di Audi) , alhasil tenaganya meningkat dari standar 900 menjadi 1200 hp. Tentu saja, dalam semua kasus ini kita berbicara tentang unit yang digerakkan secara mekanis - meskipun pada awal abad ini ide kompresor gas telah dipatenkan, pada saat diimplementasikan dalam model serial, itu akan menjadi a lama. . Perkembangan teknologi kompresor yang sangat lambat disebabkan oleh dua alasan utama - kesadaran yang buruk tentang perilaku bensin dengan kecenderungan bawaannya untuk mengetuk dan ketidakpastian tentang efisiensi berbagai jenis unit kompresor.

Pengisian mesin bensin dimulai pada tahun 1901 ketika Sir Dugald Clerk (yang merupakan salah satu pelopor dalam mesin dua tak, omong-omong) memutuskan untuk menggunakan pompa untuk memaksa udara segar tambahan ke dalam ruang pembakaran. mesin dengan perpindahan besar. Petugas menangani masalah mesin panas dengan serius dan ilmiah, dan dengan perangkat ini berupaya untuk meningkatkan efisiensi termodinamika mesin dengan sengaja. Namun, pada akhirnya, dia, seperti Diesel sebelumnya, hanya berhasil meningkatkan kekuatannya.

Kompresor Root yang paling umum digunakan saat ini didasarkan pada perangkat pompa yang dipatenkan oleh Frank dan Philander Roots dari Indiana pada tahun 1907. Prinsip operasi unit Roots dipinjam dari pompa roda gigi yang ditemukan pada abad ke-100 oleh Johannes Kepler, dan eksperimen pertama Gottlieb Daimler dan kepala teknisi Wilhelm Maybach didasarkan pada kompresor Roots. Hasil yang paling mengesankan dari pengisian positif mekanis, bagaimanapun, datang dari petenis Amerika Lee Chadwick, yang pada tahun 80 memasang kompresor pada mesin enam silindernya yang besar dengan kecepatan kerja sembilan kali kecepatan poros engkol. Dengan demikian, Chadwick mencapai peningkatan tenaga yang luar biasa, dan mobilnya menjadi yang pertama di dunia yang mencapai kecepatan terdaftar resmi XNUMX mil per jam. Tentunya pada masa-masa awal teknologi ini banyak desainer bereksperimen dengan berbagai jenis perangkat kompresor lain seperti sentrifugal dan vane. Di antara aplikasi paten dapat ditemukan pendahulu dari kompresor piston putar, banyak digunakan di XNUMX-ies abad terakhir oleh beberapa perusahaan, serta kompresor baling-baling oleh Arnold Theodor Zoller.

Akibatnya, pengisian paksa membenarkan peningkatan kapasitas liter yang diharapkan dan ternyata menjadi alat yang ideal untuk meningkatkan parameter dinamis dari unit yang telah dirancang.

Tetapi mobil bukan satu-satunya pendukungnya - pada awal 1913, mesin lokomotif dengan kompresor sudah ada, dan selama Perang Dunia Pertama, pengisian daya paksa menjadi cara yang ideal untuk mengkompensasi udara yang dijernihkan di pesawat terbang tinggi.

(mengikuti)

Teks: Georgy Kolev