Reynsluakstur Magic Fires: saga þjöpputækninnar
Prufukeyra

Reynsluakstur Magic Fires: saga þjöpputækninnar

Reynsluakstur Magic Fires: saga þjöpputækninnar

Í þessari röð munum við ræða þvingað eldsneyti og eldsneytisþróun.

Hann er spámaður í ritningunum um bílastillingar. Hann er bjargvættur dísilvélarinnar. Í mörg ár vanræktu hönnuðir bensínvéla þetta fyrirbæri, en í dag er það að verða alls staðar. Þetta er túrbó... Betri en nokkru sinni fyrr.

Bróðir hans, vélknúinn þjöppu, hefur heldur ekki í hyggju að yfirgefa sviðið. Ennfremur er hann tilbúinn fyrir bandalag sem mun leiða til fullkominnar sambýlis. Þannig, í umróti nútímatæknikeppni, hafa fulltrúar tveggja forsögulegra andstæðra strauma sameinast og sannað hámarkið að sannleikurinn er sá sami óháð skoðanamuninum.

Eyðsla 4500 l / 100 km og mikið súrefni

Reikningurinn er tiltölulega einfaldur og byggist eingöngu á eðlisfræðilögmálum... Miðað við að bíll sem vegur um 1000 kg og með vonlausan loftaflsþol ferðast 305 metra úr kyrrstöðu á innan við 4,0 sekúndum og nái 500 km/klst hraða í lokin kaflans verður vélarafl þessa bíls að fara yfir 9000 hö. Sömu útreikningar sýna að innan kafla mun sveifarás vélar sem snýst við 8400 snúninga aðeins geta snúist um 560 sinnum, en það kemur ekki í veg fyrir að 8,2 lítra vélin gleypi um 15 lítra af eldsneyti. Sem afleiðing af enn einum einföldum útreikningi kemur í ljós að samkvæmt stöðluðum mælikvarða á eldsneytisnotkun er meðaleyðsla þessa bíls meira en 4500 l / 100 km. Í einu orði - fjögur þúsund og fimm hundruð lítrar. Reyndar eru þessar vélar ekki með kælikerfi - þær eru kældar með eldsneyti ...

Það er ekkert skáldskapur í þessum tölum ... Þetta eru stór, en alveg raunveruleg gildi úr heimi nútíma dragkappaksturs. Það er varla rétt að vísa til bíla sem taka þátt í kappakstri fyrir hámarkshraða sem kappakstursbíla, þar sem súrrealískar fjórhjóla sköpunarverkin, sveipuð bláum reyk, eru ósambærileg jafnvel við rjóma nútíma bílatækninnar sem notuð er í Formúlu 1. Þess vegna munum við notaðu vinsæla nafnið „dragsters“. – Án efa áhugaverðir á sinn hátt, einstakir bílar sem gefa einstaka tilfinningu bæði til aðdáenda utan 305 metra brautarinnar og flugmanna þar sem heilinn á sér, með 5 g hröðu hröðun, líklega mynd af litaðri tvívíddarmynd á aftan á höfuðkúpunni

Þessir dráttarvélar eru kannski frægasta og glæsilegasta fjölbreytni vinsælla akstursíþrótta í Bandaríkjunum og tilheyra hinum umdeilda nafni Top Fuel class. Nafnið er byggt á mikilli frammistöðu nítrómetan efna sem helvítis vélar nota sem eldsneyti fyrir vélar sínar. Undir áhrifum þessarar sprengjublöndu starfa vélarnar í ofhleðslu og á örfáum hlaupum breytast í hrúga af óþarfa málmi og vegna eldsneytishneigðar til að sprengja stöðugt líkist hljóðið á aðgerð þeirra hysterískt öskur dýrsins sem telur síðustu stundir lífs þíns. Aðgerðir í vélum er aðeins hægt að bera saman við algeran óviðráðanlegan glundroða sem jaðrar við leitina að líkamlegri sjálfseyðingu. Venjulega bilar annar kúturinn í lok fyrsta hlutans. Kraftur vélarinnar sem notaðar eru í þessari brjáluðu íþrótt nær gildi sem enginn aflmælir í heiminum getur mælt og misnotkun véla fer í raun yfir öll mörk öfgakennslu í verkfræði ...

En við skulum snúa aftur að kjarna sögunnar og skoða nánar eiginleika nítrómetan eldsneytis (blandað með nokkrum prósentum jafnvægi á metanóli), sem er án efa öflugasta efnið sem notað er í hvers kyns kappakstri. virkni. Hvert kolefnisatóm í sameind sinni (CH3NO2) hefur tvö súrefnisatóm, sem þýðir að eldsneytið ber mest af oxunarefninu sem þarf til brennslu. Af sömu ástæðu er orkuinnihald á lítra af nítrómetani lægra en á hvern lítra af bensíni, en með sama magni af fersku lofti og vélin getur sogið í brennsluhólfin, mun nítrómetan veita verulega meiri heildarorku við brennsluna. ... Þetta er mögulegt vegna þess að það sjálft inniheldur súrefni og getur því oxað flesta kolvetniseldsneytisþætti (venjulega óbrennanlegir án súrefnis). Með öðrum orðum, nítrómetan hefur 3,7 sinnum minni orku en bensín, en með sama lofti er hægt að oxa 8,6 sinnum meira af nítrómetani en bensín.

Allir sem þekkja til brunaferlis í bifreiðarvélum vita að raunverulega vandamálið við að „kreista“ meira afl úr brunahreyfli er ekki að auka eldsneytisflæði inn í hólf - öflugar vökvadælur duga til þess. ná mjög háum þrýstingi. Raunverulega áskorunin er að útvega nóg loft (eða súrefni) til að oxa kolvetnin og tryggja sem hagkvæmastan bruna. Þess vegna notar dragster eldsneyti nítrógetan, án þess væri algjörlega óhugsandi að ná svona árangri með vél með 8,2 lítra slagrými. Jafnframt vinna bílarnir með nokkuð ríkar blöndur (við vissar aðstæður getur nítrómetan byrjað að oxast) af þeim sökum oxast eitthvað af eldsneytinu í útblástursrörunum og myndar glæsileg töfraljós fyrir ofan þær.

Tog 6750 Newton metrar

Meðaltog þessara véla nær 6750 Nm. Þú hefur sennilega þegar tekið eftir því að það er eitthvað skrítið í allri þessari reikningi ... Staðreyndin er sú að til að ná tilgreindum viðmiðunarmörkum þarf vél sem keyrir á 8400 snúningum á hverri sekúndu að soga í sig hvorki meira né minna en 1,7 rúmmetra af ferskt loft. Það er aðeins ein leið til að gera þetta - þvinguð fylling. Aðalhlutverkið í þessu tilviki er gegnt af risastórri klassískri vélrænni einingu af Roots-gerð, þökk sé þrýstingnum í margvísum dragster vélarinnar (innblásinn af forsögulegum Chrysler Hemi Elephant) nær yfirþyrmandi 5 börum.

Til að skilja betur hvaða álag er um að ræða í þessu tilviki skulum við taka sem dæmi eina af goðsögnum gullaldar vélrænna þjöppu - 3,0 lítra kappaksturs V12. Mercedes-Benz W154. Afl þessarar vélar var 468 hö. með., en þó ber að hafa í huga að þjöppudrifið tók heil 150 hö. með., ná ekki tilgreindum 5 börum. Ef við bætum nú 150 þúsund s inn á reikninginn komumst við að þeirri niðurstöðu að W154 hafi í raun verið með ótrúleg 618 hö fyrir sinn tíma. Þú getur sjálfur dæmt hversu miklu raunverulegu afli vélarnar í Top Fuel flokki ná og hversu mikið af því frásogast af vélrænni þjöppudrifinu. Auðvitað væri mun hagkvæmara að nota forþjöppu í þessu tilfelli, en hönnun hans þoldi ekki mikla hitaálag frá útblástursloftunum.

Upphaf samdráttar

Lengst af sögu bifreiðarinnar hefur tilvist þvingaðs kveikjueiningar í brunahreyflum verið endurspeglun nýjustu tækni fyrir samsvarandi þróunarstig. Þetta var raunin árið 2005 þegar virtu verðlaun fyrir tækninýjungar í bílaiðnaði og íþróttum, kennd við stofnanda tímaritsins, Paul Peach, voru afhent yfirmanni VW vélaþróunar Rudolf Krebs og þróunarteymi hans. beiting Twincharger tækni í 1,4 lítra bensínvél. Þökk sé samsettri nauðungarfyllingu strokkanna með samstilltu vélkerfiskerfi og túrbóhleðslu, sameinar einingin á hæfileikaríkan hátt jafna dreifingu togs og mikla afl sem er dæmigerð fyrir náttúrulega vélar með mikilli tilfærslu við hagkerfi og sparnað lítilla véla. Ellefu árum síðar er 11 lítra TSI vélin hjá VW (með aðeins aukinni tilfærslu til að bæta upp fyrir skilvirkan samdrátt hennar vegna Miller hringrásarinnar sem notuð er) nú mun fullkomnari VNT turbocharger tækni og er aftur tilnefnd til Paul Peach verðlaunanna.

Í raun var fyrsti framleiðslubíllinn með bensínvél og túrbóhleðslu breytilegri rúmfræði, Porsche 911 Turbo kom út árið 2005. Báðir þjöppurnar, þróaðar í sameiningu af Porsche R & D verkfræðingum og samstarfsmönnum þeirra hjá Borg Warner Turbo Systems, nota VW hina vel þekktu og löngu þekktu hugmynd um breytilega rúmfræði í hverfla dísilvélum, sem hefur ekki verið hrint í framkvæmd í bensínvélum vegna vandamála með hærra (um 200 gráður miðað við dísil) meðalhitastig útblásturslofts. Til þess voru hitaþolin samsett efni frá flug- og geimferðaiðnaði notuð fyrir gasleiðsögublöð og ofurhraðan stjórnunarreiknirit í stjórnkerfinu. Afrek VW verkfræðinga.

Gullöld túrbókarans

Frá því að 745i hætti 1986, hefur BMW lengi varið sína eigin hönnunarheimspeki fyrir bensínvélar, en samkvæmt henni var eina „rétttrúnaðar“ leiðin til að ná meiri afli að keyra vélina á miklum snúningshraða. Engin villutrú og daðra við vélræna þjöppur a la Mercedes (C 200 Kompressor) eða Toyota (Corolla Compressor), enga hlutdrægni gagnvart VW eða Opel turbochargers. Vélasmiðir í München vildu frekar hátíðnifyllingu og venjulegan loftþrýsting, notkun hátæknilausna og í öfgum tilfellum meiri tilfærslu. Þjöpputilraunir byggðar á Bæjaralegu vél voru næstum að fullu fluttar í „fakir“ af stillingarfyrirtækinu Alpina, sem er nálægt München áhyggjum.

Í dag framleiðir BMW ekki lengur bensínvélar með náttúrulegri innblástur og dísilvélaframboðið inniheldur nú þegar fjögurra strokka túrbóvél. Volvo notar blöndu af eldsneytisáfyllingu með vélrænni og forþjöppu, Audi hefur búið til dísilvél með blöndu af rafþjöppu og tveimur kaskade forþjöppum, Mercedes er með bensínvél með rafmagni og forþjöppu.

Hins vegar, áður en við tölum um þau, munum við fara aftur í tímann til að finna rætur þessara tæknibreytinga. Við munum kynnast því hvernig bandarískir framleiðendur reyndu að nota túrbótækni til að vega upp á móti minni vélastærð sem leiddi af olíukreppunum tveimur á níunda áratugnum og hvernig þeim mistókst í þessum tilraunum. Við munum tala um misheppnaðar tilraunir Rudolf Diesel til að búa til þjöppuvél. Við munum eftir dýrðlegu tímabili þjöppuvéla á 20. og 30. áratugnum, sem og löngu ár gleymskunnar. Auðvitað munum við ekki missa af útliti fyrstu framleiðslugerða af túrbóhlöðum eftir fyrstu stóru olíukreppuna á áttunda áratugnum. Eða fyrir Scania Turbo samsetta kerfið. Í stuttu máli - við munum segja þér frá sögu og þróun þjöpputækni ...

(að fylgja)

Texti: Georgy Kolev

Bæta við athugasemd