Testfahrt Magic Fires: d'Geschicht vun der Kompressortechnologie

An dëser Serie schwätze mir iwwer forcéiert Tanken an d'Entwécklung vu Verbrennungsmotoren.

Hien ass e Prophéit an de Schrëfte vum Autotuning. Hien ass de Retter vum Dieselmotor. Fir vill Joren, Benzin Motor Designer vernoléissegt dëst Phänomen, mä haut ass et iwwerall. Et ass en Turbocharger ... Besser wéi jee.

Säi Brudder, e mechanesch gefuerene Kompressor, huet och keng Pläng fir d'Bühn ze verloossen. Ausserdeem ass hie prett fir eng Allianz déi zu enger perfekter Symbiose féiert. Also, an der Onrou vun der moderner technologescher Rivalitéit hu Vertrieder vun zwee prehistoresche géigneresche Stréimunge sech vereenegt, wat de Maximum beweist datt d'Wourecht d'selwecht bleift onofhängeg vum Ënnerscheed zu Meenungen.

Verbrauch 4500 l / 100 km a vill Sauerstoff

D'Arithmetik ass relativ einfach a baséiert eleng op d'Gesetzer vun der Physik ... Unzehuelen datt en Auto dee ronn 1000 kg weegt a mat hoffnungslosen aerodynamesche Widderstand 305 Meter vun engem Stëllstand a manner wéi 4,0 Sekonnen reest, an um Enn eng Geschwindegkeet vun 500 km/h erreecht vun der Sektioun muss d'Motorkraaft vun dësem Auto 9000 PS iwwerschreiden. Déi selwescht Berechnunge weisen, datt an enger Sektioun de dréiende Kurbelwell vun engem Motor, deen mat 8400 RPM- dréint, nëmmen ongeféier 560 Mol dréie kann, awer dat wäert den 8,2-Liter-Motor net verhënneren, ongeféier 15 Liter Brennstoff opzehuelen. Als Resultat vun enger méi einfacher Berechnung gëtt et kloer datt, no der Norm Mooss vum Dreifstoffverbrauch, den Duerchschnëttsverbrauch vun dësem Auto méi wéi 4500 l / 100 km ass. An engem Wuert - véier dausend fënnef honnert Liter. Tatsächlech hunn dës Motore keng Killsystemer - si gi vu Brennstoff ofgekillt ...

Et gëtt näischt Fiktioun an dëse Figuren ... Dëst si grouss, awer zimlech real Wäerter aus der Welt vum modernen Drag Racing. Et ass kaum richteg fir Autoen, déi un de Rennen fir maximal Beschleunigung deelhuelen, als Rennautoen ze bezeechnen, well déi surrealistesch Véierradkreatiounen, déi a bloen Damp geschleeft sinn, onvergläichbar sinn och mat der Crème vun der moderner Autostechnologie, déi an der Formel 1 benotzt gëtt. Dofir wäerte mir benotzt de populäre Numm "Dragsters". - Sécherlech interessant op hir Manéier, eenzegaarteg Autoen, déi eenzegaarteg Sensatioune souwuel fir Fans ausserhalb vun der 305 Meter Streck liwweren, wéi och fir Piloten, deenen hiert Gehir, mat enger séierer Beschleunegung vu 5 g, wahrscheinlech d'Form vun engem faarwege zweedimensionalen Bild op der Réck vum Schädel

Dës Dragsters si vläicht déi bekanntst an beandrockendst Variant vum populäre Motorsport an den USA, gehéieren zu der kontrovers genannt Top Fuel Klass. Den Numm baséiert op der extremer Leeschtung vun der Nitromethan-Chemikalie déi helleg Maschinnen als Brennstoff fir hir Motore benotzen. Ënnert dem Afloss vun dëser explosiver Mëschung funktionnéieren d'Motoren am Iwwerbelaaschtungsmodus an an e puer Rennen dréinen sech an e Koup vun onnéidegem Metal, a wéinst der Neigung vum Brennstoff zur kontinuéierter Detonatioun gläicht de Sound vun hirer Operatioun dem hysteresche Brüll vun engem Béischt, dat déi lescht Momenter vun Ärem Liewen zielt. Prozesser a Motore kënnen nëmme mat absoluten onkontrolléierbaren Chaos verglach ginn, grenzt un d'Striewen no kierperlecher Selbstzerstéierung. Normalerweis klappt ee vun den Zylinder um Enn vun der éischter Sektioun. D'Kraaft vun de Motoren, déi an dësem geckege Sport benotzt ginn, erreecht Wäerter, déi keen Dynamometer op der Welt moosse kann, an de Mëssbrauch vu Maschinnen iwwerschreit wierklech all d'Grenze vum Ingenieur Extremismus ...

Awer loosst eis zréck an d'Häerz vun eiser Geschicht a kucke méi genau op d'Eegeschafte vum Nitromethan Brennstoff (gemëscht mat e puer Prozent ausgeglachem Methanol), wat ouni Zweiwel déi mächtegst Substanz ass, déi an iergendenger Form vun Autoscourse benotzt gëtt. Aktivitéit. All Kuelestoffatoom a senger Molekül (CH3NO2) huet zwee Sauerstoffatomer, dat heescht datt de Brennstoff de gréissten Deel vum Oxidant matbréngt, dee fir d'Verbrennung néideg ass. Aus demselwechte Grond ass den Energieinhalt pro Liter Nitromethan méi niddereg wéi pro Liter Bensin, awer mat der selwechter Quantitéit u frëscher Loft, déi de Motor an d'Verbrennungskamere ka suckelen, wäert Nitromethan wärend der Verbrennung wesentlech méi total Energie liwweren. ... Dëst ass méiglech well et selwer Sauerstoff enthält an dofir déi meescht vun de Kuelewaasserstoffkomponente oxidéiere kann (normalerweis net entflammbar beim Feele vu Sauerstoff). An anere Wierder, Nitromethan huet 3,7 Mol manner Energie wéi Bensin, awer mat der selwechter Loftmass kann 8,6 Mol méi Nitromethan oxidéiert ginn wéi Bensin.

Jiddereen, dee mat Verbrennungsprozesser an engem Autosmotor vertraut ass, weess datt de richtege Problem mam "Quetschen" méi Kraaft aus engem Verbrennungsmotor ass net de Flux vum Brennstoff an d'Kammeren ze erhéijen - mächteg hydraulesch Pompelen si genuch fir dëst. extrem héich Drock erreechen. Déi richteg Erausfuerderung ass genuch Loft (oder Sauerstoff) ze liwweren fir d'Kuelewaasserstoffer ze oxidéieren an déi effizientst méiglech Verbrennung ze garantéieren. Dofir ass d'Dragster Brennstoff Nitrogetan benotzt, ouni déi et komplett ondenkbar wier fir Resultater vun dëser Uerdnung mat engem Motor mat enger Verdrängung vun 8,2 Liter ze erreechen. Zur selwechter Zäit funktionnéieren d'Autoen mat zimlech räiche Mëschungen (ënner bestëmmte Bedéngungen kann Nitromethan ufänken ze oxidéieren), wéinst deem e puer Brennstoff an den Auspuffleitungen oxidéiert gëtt a beandrockend magesch Luuchten iwwer hinnen bilden.

Dréimoment 6750 Newton Meter

Der Moyenne Dréimoment vun dëse Motore erreecht 6750 Nm. Dir hutt wahrscheinlech scho gemierkt, datt et an all dëser Rechnung eppes Komesch ass ... D'Tatsaach ass, datt fir déi uginn Grenzwäerter ze erreechen, all Sekonn e Motor mat 8400 U/min muss net méi, net manner wéi 1,7 Kubikmeter opsugen. frësch Loft. Et gëtt nëmmen ee Wee fir dëst ze maachen - gezwongen Fëllung. D'Haaptroll an dësem Fall gëtt vun enger riseger klassescher mechanescher Eenheet vun der Roots-Typ gespillt, duerch déi den Drock an de Manifolds vum Dragster-Motor (inspiréiert vum prehistoreschen Chrysler Hemi Elephant) eng erstaunlech 5 Bar erreecht.

Fir besser ze verstoen wat d'Laascht an dësem Fall involvéiert sinn, loosst eis als Beispill eng vun de Legenden vum gëllenen Zäitalter vu mechanesche Kompressoren huelen - en 3,0-Liter Racing V12. MERCEDES-BENZ W154. D'Kraaft vun dëser Maschinn war 468 PS. mat., mee et sollt een drun erënneren datt de Kompresserfuere ganz 150 PS huet. mat., Erréchen net der spezifizéierter 5 Bar. Wa mir elo 150 dausend s op de Kont addéieren, komme mir zur Conclusioun datt de W154 wierklech eng onheemlech 618 PS fir seng Zäit hat. Dir kënnt selwer beurteelen wéi vill richteg Kraaft d'Motoren an der Top Fuel Klass erreechen a wéi vill dovun duerch de mechanesche Kompressorfuere absorbéiert gëtt. Natierlech wier d'Benotzung vun engem Turbocharger an dësem Fall vill méi effizient, awer säin Design konnt net mat der extremer Hëtztbelaaschtung vun den Ofgasen eens ginn.

Start vun der Kontraktioun

Fir déi meescht vun der Geschicht vum Auto war d'Präsenz vun enger gezwongener Entzündungseenheet a Verbrennungsmotoren eng Reflexioun vun der neister Technologie fir déi entspriechend Phas vun der Entwécklung. Dëst war de Fall 2005 wéi de prestigiéise Präis fir technologesch Innovatioun an der Automobilindustrie a Sport, benannt nom Grënner vum Magazin, Paul Peach, dem Chef vun der VW-Motorentwécklung Rudolf Krebs a sengem Entwécklungsteam iwwerreecht gouf. Uwendung vun Twincharger Technologie an engem 1,4-Liter Bensinnsmotor. Dank der kombinéierter gezwongener Füllung vun den Zylinder mat engem Synchronsystem vu Mechanik an engem Turbocharger kombinéiert d'Eenheet fäeg d'Uniform Verdeelung vum Dréimoment an déi héich Kraaft typesch fir natierlech aspiréiert Motore mat enger grousser Verdrängung mat der Wirtschaft a Wirtschaft vu klenge Motoren. Eelef Joer méi spéit huet den 11-Liter TSI-Motor vu VW (mat liicht erhéiter Verdrängung fir seng effizient Kontraktioun duerch de gebrauchte Miller Zyklus ze kompenséieren) elo vill méi fortgeschratt VNT Turbocharger Technologie a gëtt erëm fir de Paul Peach Award nominéiert.

Tatsächlech ass den éischte Produktiounsauto mat engem Bensinmotor a turbocharged verännerlecher Geometrie, de Porsche 911 Turbo gouf 2005 verëffentlecht. Béid Kompressere, gemeinsam entwéckelt vu Porsche R & D Ingenieuren an hire Kollegen bei Borg Warner Turbo Systems, VW benotzen déi bekannten a laang etabléiert Iddi vu variabelen Geometrie an Turbodiesel Eenheeten, déi net a Bensinmotoren implementéiert gouf wéinst engem Problem mat méi héijer (ongeféier 200 Grad am Verglach zum Diesel) duerchschnëttlech Ausgastemperatur. Fir dëst goufen hëtztbeständeg Kompositmaterialien aus der Raumfaartindustrie benotzt fir Gasleitfliesen an en ultra-schnelle Kontrollalgorithmus am Kontrollsystem. Erreeche vu VW Ingenieuren.

Déi gëllen Zäitalter vum Turbocharger

Zënter dem Ofhale vum 745i am Joer 1986 huet BMW seng eegen Designphilosophie fir Bensinmotoren laang verteidegt, no deem deen eenzegen "orthodoxe" Wee fir méi Muecht z'erreechen war de Motor mat héijer Ups ze lafen. Keng Heresien a Flirt mat mechanesche Kompressoren a la Mercedes (C 200 Kompressor) oder Toyota (Corolla Compressor), keng Bias vis -à -vis vum VW oder Opel Turbo. Münchener Motorbauer hunn Preferenz fir Héichfrequenz Füllung an normalen Atmosphärendrock, d'Benotzung vun High-Tech Léisungen an, an extremen Fäll, eng méi grouss Verschiebung. Kompressor Experimenter baséiert op bayresche Motore goufen bal komplett op d'Fakirs vun der Tuningfirma Alpina transferéiert, déi no bei der Münchener Suerg ass.

Haut, BMW produzéiert net méi natierlech aspiréiert Bensin Motore, an der Diesel Motor Formatioun scho e Véier-losen turbocharged Motor. Volvo benotzt eng Kombinatioun vu tanken mat engem mechanesche an Turbocharger, Audi huet en Dieselmotor mat enger Kombinatioun vun engem elektresche Kompressor an zwee Kaskade Turbocharger erstallt, Mercedes huet e Benzinmotor mat engem elektreschen an engem Turbocharger.

Wéi och ëmmer, ier mer iwwer si schwätzen, wäerte mir zréck an d'Zäit goen fir d'Wuerzelen vun dësem technologeschen Transitioun ze fannen. Mir léiere wéi d'amerikanesch Hiersteller probéiert hunn d'Turbotechnologie ze benotzen fir d'Reduktioun vun de Motorgréissten ze kompenséieren, déi aus den zwou Uelegkrisen an den 20er entstinn a wéi se an dëse Versuche gescheitert sinn. Mir schwätzen iwwer déi erfollegräich Versuche vum Rudolf Diesel fir e Kompressormotor ze kreéieren. Mir wäerten déi glorräich Ära vun de Kompressormotoren an den 30er an 70er erënneren, souwéi déi laang Jore vun der Vergiess. Natierlech wäerte mir d'Erscheinung vun den éischte Produktiounsmodeller vun Turbochargers net no der éischter grousser Uelegkris vun de XNUMXer verpassen. Oder fir de Scania Turbo Compound System. Kuerz gesot - mir soen Iech iwwer d'Geschicht an d'Evolutioun vun der Kompressortechnologie ...

(nogoen)

Text: Georgy Kolev