Сыноочу диск Magic Fires: компрессордук технологиянын тарыхы
Бул серияда мажбурлап май куюу жана ички күйүүчү кыймылдаткычтарды иштеп чыгуу жөнүндө сөз болот.
Ал унааларды тюнинг жазууларында пайгамбар. Ал дизелдик кыймылдаткычтын куткаруучусу. Көп жылдар бою, бензин кыймылдаткычы дизайнерлери бул көрүнүшкө кайдыгер, бирок бүгүнкү күндө ал бардык жерде болуп жатат. Бул турбокомпрессор... Мурдагыдан да жакшы.
Анын агасы, кубаттуу компрессор, сахнадан кетүүнү да ойлогон жок. Мындан тышкары, ал кемчиликсиз симбиозго алып бара турган биримдикке даяр. Ошентип, заманбап технологиялык атаандаштыктын башаламанында, тарыхка чейинки эки карама-каршы агымдын өкүлдөрү биригип, көз караштардын айырмачылыгына карабастан, чындык бирдей бойдон кала берерин максималдуу далилдешти.
4500 л / 100 км керектөө жана көп кычкылтек
Арифметика салыштырмалуу жөнөкөй жана физиканын мыйзамдарына гана негизделген... Салмагы 1000 кг жана үмүтсүз аэродинамикалык сүйрөө менен машина токтоп турган жерден 305 метрди 4,0 секундага жетпеген убакытта басып өтүп, акырында 500 км/саат ылдамдыкка жетет деп ойлосок. бөлүмдүн, бул машинанын кыймылдаткыч күчү 9000 л.с. ашууга тийиш. Ушул эле эсептөөлөр көрсөткөндөй, бир секциянын ичинде 8400 айн/мин айлануучу кыймылдаткычтын айлануучу стволу болжол менен 560 жолу гана айлана алат, бирок бул 8,2 литрлик кыймылдаткычтын болжол менен 15 литр күйүүчү майды сиңирүүсүн токтотпойт. Дагы бир жөнөкөй эсептөөнүн натыйжасында, күйүүчү май керектөөнүн стандарттык өлчөмүнө ылайык, бул машинанын орточо керектөө 4500 л / 100 км ашык экени айкын болот. Бир сөз менен айтканда - төрт миң беш жүз литр. Чынында, бул кыймылдаткычтарда муздатуу системалары жок - алар күйүүчү май менен муздатылат ...
Бул сандарда ойдон чыгарылган эч нерсе жок ... Бул чоң, бирок заманбап дрэ-рейтинг дүйнөсүндөгү реалдуу баалуулуктар. Максималдуу ылдамдатуу үчүн жарыштарга катышкан унааларды жарыш унаалары деп айтуу туура эмес, анткени көк түтүн каптаган сюрреалдык төрт дөңгөлөктүү жаратууларды атүгүл Формула 1де колдонулган заманбап автомобиль технологиясынын каймактары менен салыштырууга болбойт. популярдуу атын "dragsters" колдонушат. – 305 метрлик трассадан тышкаркы күйөрмандарга да, мээси 5 г ылдамдыкта, кыязы, түстүү эки өлчөмдүү сүрөттөлүштүн формасын алган учкучтарга да уникалдуу сезимдерди тартуулаган уникалдуу унаалар, албетте, кызыктуу. баш сөөктүн арткы бөлүгү
Бул сүйрөөчүлөр талаштуу Top Fuel классына кирген АКШдагы популярдуу автоспорттун эң белгилүү жана эң таасирдүү түрү деп талашсыз. Бул ысым тозоктуу машиналар кыймылдаткычтары үчүн күйүүчү май катары колдонгон нитрометан химиясынын өтө жогорку көрсөткүчтөрүнө негизделген. Ушул жарылуучу аралашманын таасири менен кыймылдаткычтар ашыкча жүктөм режиминде иштешет жана бир нече жарышта керексиз металл үймөгүнө айланат жана күйүүчү майдын үзгүлтүксүз жарылууга жакындыгынан, алардын иштешинин үнү жашооңуздун акыркы көз ирмемдерин эсептеген жырткычтын истерикалык күркүрөгөнүн элестетет. Кыймылдаткычтардагы процесстерди физикалык өзүн-өзү жок кылууну көздөгөн абсолюттук башкарылгыс башаламандык менен салыштырууга болот. Адатта, цилиндрлердин бири биринчи бөлүмдүн аягына чейин иштебей калат. Бул жинди спортто колдонулган кыймылдаткычтардын күчү дүйнөдөгү эч кандай динамометр өлчөй албаган баалуулуктарга жетет жана машиналарды кыянаттык менен пайдалануу инженердик экстремизмдин бардык чектеринен ашат ...
Бирок, аңгемебиздин өзөгүнө кайтып, ар кандай унаа жарыштарында колдонулган эң күчтүү зат болгон нитрометан күйүүчү майынын (бир нече пайыз теңдештирүүчү метанол менен аралаштырылган) касиеттерин тереңирээк карап көрөлү. иш-аракет. Молекуласындагы ар бир көмүртек атому (CH3NO2) эки кычкылтек атомуна ээ, демек күйүүчү май күйүү үчүн керектүү кычкылданткычтын көпчүлүгүн алып жүрөт. Ушул эле себептен, бир литр нитрометандын энергиясынын көлөмү бензиндин бир литрине караганда төмөн, бирок кыймылдаткыч күйүү камераларына сиңип кете турган таза абада таза күйгөндө, нитрометан күйүү учурунда жалпы энергияны кыйла көбүрөөк камсыз кылат. ... Бул өзү кычкылтекти камтыгандыктан мүмкүн, демек, көмүртек көмүртектүү отун компоненттеринин көпчүлүгүн кычкылдантышы мүмкүн (адатта, кычкылтек жок кезде күйбөйт). Башкача айтканда, нитрометандын энергиясы бензинге караганда 3,7 эсе аз, бирок абанын көлөмү бирдей болгондо, бензинге караганда 8,6 эсе көп нитрометан кычкылданат.
Автомобилдин кыймылдаткычындагы күйүү процесстери менен тааныш болгон ар бир адам ички күйүүчү кыймылдаткычтан көбүрөөк кубаттуулукту "кысып" алуудагы чыныгы көйгөй камераларга күйүүчү майдын агымын көбөйтүү эмес экенин билет - бул үчүн кубаттуу гидронасостор жетиштүү. өтө жогорку басымга жетет. Чыныгы маселе көмүртектерди кычкылдандыруу үчүн жетиштүү аба (же кычкылтек) менен камсыз кылуу жана мүмкүн болушунча эффективдүү күйүүнү камсыз кылуу болуп саналат. Мына ошондуктан dragster күйүүчү май нитрогетанды колдонот, ансыз 8,2 литр көлөмүндөгү кыймылдаткыч менен бул тартиптин натыйжаларына жетишүү таптакыр мүмкүн эмес. Ошол эле учурда, унаалар жетишерлик бай аралашмалар менен иштешет (белгилүү шарттарда нитрометан кычкылдана башташы мүмкүн), анын натыйжасында күйүүчү майдын бир бөлүгү газ чыгаруучу түтүктөрдө кычкылданат жана алардын үстүндө таасирдүү сыйкырдуу жарыктарды пайда кылат.
Torque 6750 Ньютон метр
Бул кыймылдаткычтардын орточо моменти 6750 Нм жетет. Бул арифметиканын баарында кызыктай бир нерсе бар экенин байкаган чыгарсыз... Чындыгында, көрсөтүлгөн чектик маанилерге жетүү үчүн секунд сайын 8400 айн/мин ылдамдыкта иштеген кыймылдаткыч 1,7 куб метрден ашык эмес, кем эмес соруу керек. таза аба. Мунун бир гана жолу бар - мажбурлап толтуруу. Бул учурда негизги ролду чоң классикалык Roots тибиндеги механикалык блок ойнойт, анын аркасында драгстер кыймылдаткычынын коллекторлорундагы басым (тарыхка чейинки Chrysler Hemi Elephant тарабынан шыктандырылган) таң калыштуу 5 барга жетет.
Бул учурда кандай жүктер бар экенин жакшыраак түшүнүү үчүн, механикалык компрессорлордун алтын доорунун легендаларынын бирин мисал катары алалы - 3,0 литрлик V12 жарыш. Mercedes-Benz W154. Бул машинанын кубаттуулугу 468 л.с. менен., бирок компрессордук диск 150 л.с. күчкө ээ болгонун эстен чыгарбоо керек. менен., көрсөтүлгөн 5 тилкеге жетпейт. Эгерде биз азыр эсепке 150 миң с кошсок, анда W154 чынында эле өз убагында укмуштуудай 618 л.с. болгон деген жыйынтыкка келебиз. Top Fuel классындагы кыймылдаткычтар канчалык реалдуу кубаттуулукка жетишерин жана анын канча бөлүгүн механикалык компрессордук диск сиңирип аларын өзүңүз баамдай аласыз. Албетте, бул учурда турбокомпрессорду колдонуу алда канча натыйжалуу болмок, бирок анын конструкциясы чыккан газдардын өтө ысык жүгүн көтөрө алган жок.
Кысылуунун башталышы
Автомобилдин тарыхынын көпчүлүк бөлүгүндө, ички күйүү кыймылдаткычтарында мажбурлап от алдыруучу блоктун болушу, тиешелүү өнүгүү баскычындагы акыркы технологиянын чагылдырылышы болуп келген. Мындай көрүнүш 2005-жылы журналдын негиздөөчүсү Пол Пичтин атын алган автоунаа жана спорт тармагындагы технологиялык инновациялар боюнча абройлуу сыйлык VW Engine Development бөлүмүнүн башчысы Рудольф Кребске жана анын өнүгүү командасына тапшырылганда болгон. 1,4 литрлик бензин кыймылдаткычта Twincharger технологиясын колдонуу. Механиканын жана турбоагрегаттын синхрондуу тутумун колдонгон цилиндрлерди курама мажбурлап толтуруунун аркасында агрегат моменттин бирдей бөлүштүрүлүшүн жана табигый аспирацияланган кыймылдаткычтарга мүнөздүү жогорку кубаттуулукту чакан кыймылдаткычтардын экономикасы жана экономикасы менен чебер айкалыштырат. 11 жыл өткөндөн кийин, VWдин XNUMX литрлик TSI кыймылдаткычы (колдонулган Миллер циклинин натыйжасында кыскаруунун ордун толтуруу үчүн бир аз жогорулаган жылышуусу менен) азыр бир топ өнүккөн VNT турбо кубаттоочу технологиясы менен өзгөчөлөнүп, кайрадан Пол Шабдалы сыйлыгына көрсөтүлгөн.
Чынында, бензин кыймылдаткычы жана турбокомпрессорлуу геометриясы бар биринчи өндүрүш машинасы Porsche 911 Turbo 2005 -жылы чыгарылган. Porsche R&D инженерлери жана Borg Warner Turbo Systemsдеги кесиптештери тарабынан биргелешип иштелип чыккан эки компрессор, VW бензин кыймылдаткычтарында көйгөйдөн улам ишке ашырыла элек турбо дизелдик агрегаттарда өзгөрмөлүү геометриянын белгилүү жана эбактан бери келе жаткан идеясын колдонушат. менен (дизелге салыштырмалуу 200 градуска жакын) орточо чыккан газдын температурасы. Бул үчүн аэрокосмостук өнөр жайдан келген ысыкка чыдамдуу курама материалдар газды багыттоочу жапкычтар жана башкаруу системасындагы өтө тез башкаруу алгоритми үчүн колдонулган. VW инженерлеринин жетишкендиги.
Турбо кубаттагычтын алтын доору
745 -жылы 1986i токтотулгандан бери, BMW көптөн бери бензин кыймылдаткычтары үчүн өзүнүн дизайн философиясын коргоп келген, ага ылайык, көбүрөөк күчкө жетүүнүн жалгыз "ортодоксалдуу" жолу - моторду жогорку айлануу менен иштетүү болгон. Мерседес (C 200 Kompressor) же Тойота (Corolla Compressor) механикалык компрессорлор менен эч кандай адашуулар жана флирт жок, VW же Opel турбокомпрессорлоруна эч кандай жан тартпоо. Мюнхендик кыймылдаткыч куруучулар жогорку жыштыктагы толтурууну жана нормалдуу атмосфералык басымды, жогорку технологиялык чечимдерди колдонууну жана өзгөчө учурларда чоңураак орун алмаштырууну жактырышты. Бавария кыймылдаткычтарынын негизинде жасалган компрессордук эксперименттер Мюнхен концернине жакын жайгашкан Alpina тюнинг компаниясы тарабынан "факирлерге" дээрлик толугу менен өткөрүлүп берилген.
Бүгүнкү күндө BMW мындан ары табигый аспирацияланган бензин кыймылдаткычтарын чыгарбайт, ал эми дизелдик кыймылдаткычтар линиясында төрт цилиндрлүү турбо кыймылдаткычы бар. Volvo механикалык жана турбокомпрессор менен май куюунун айкалышын колдонот, Audi электр компрессорунун жана эки каскаддык турбокомпрессордун айкалышы менен дизелдик кыймылдаткычты жараткан, Мерседесте электр жана турбокомпрессор менен бензин кыймылдаткычы бар.
Бирок, алар жөнүндө сөз кылуудан мурун, биз бул технологиялык өткөөлдүн тамырын табуу үчүн убакытка кайрылабыз. Америкалык өндүрүүчүлөр 20-жылдардагы эки мунай кризисинин натыйжасында кыймылдаткычтын көлөмүнүн азайышынын ордун толтуруу үчүн турбо технологиясын кантип колдонууга аракет кылганын жана бул аракеттерде ийгиликсиз болгонун билебиз. Биз компрессордук кыймылдаткычты түзүү үчүн Rudolf Diesel ийгиликсиз аракеттери жөнүндө сөз болот. Биз компрессордук кыймылдаткычтардын 30-70-жылдардагы данктуу доорун, ошондой эле унутулуп калган узак жылдарды эстейбиз. Албетте, биз XNUMX-жылдардагы биринчи ири мунай кризисинен кийин турбокомпрессорлордун биринчи өндүрүштүк моделдеринин пайда болушун сагынбайбыз. Же Scania Turbo кошулма системасы үчүн. Кыскасы - биз компрессордук технологиянын тарыхы жана эволюциясы жөнүндө айтып беребиз ...
(ээрчүү)
Текст: Георгий Колев
