Išbandykite „Magic Fires“: kompresorių inžinerijos istorija II

Antroji serijos dalis: Kompresorių era – praeitis ir dabartis

„Karlas nepastebimai stabdė, o„ Buick “mus lėtai aplenkė. Plačiai blizgantys sparnai praslinko pro mus. Duslintuvas garsiai išpūtė mėlynus dūmus mūsų veiduose. Pamažu „Buick“ įgijo apie dvidešimt metrų švino, o tada, kaip ir tikėjomės, pergalingai šypsodamasis lange pasirodė savininko veidas.

Jis manė, kad laimėjo ... Jis davė mums ženklus ypač ramiai, pasitikėdamas savo pergale. Tuo metu Karlas pašoko. Sprogo kompresorius. Ir staiga dingo pro langą ranka, kai Karlas priėmė kvietimą ir priėjo. Jis nesuvaldomai priėjo.

1938 Erichas Marija Remarkas. „Trys bendražygiai“. Pasmerkta meilė, sugniuždyta siela ir kelių dešimčių smulkmenų vertė, primenanti, kad paprastus dalykus vertiname tik tada, kai jie sklandžiai ir negrįžtamai nublanksta. Romanas apie privilegiją gyventi čia ir dabar, gyvenimo džiaugsmų irklavimą, šedevras apie didžiules žmogiškąsias vertybes ir... Carlas yra automobilis su kukliu ego, bet su beribe siela.

Trys bendražygiai buvo paskelbti lūžio žmonijos istorijoje metu 1938 m. Praėjus vos keliems mėnesiams po paskelbimo, 1 m. Rugsėjo 1939 d., Tą dieną, kai „Grand Prix“ automobiliai varžėsi nuožmiose varžybose dėl Jugoslavijos „Grand Prix“, vokiečių tankai peržengė sieną į Lenkiją ir privertė žmoniją pasiekti didžiausią nuosmukį. Ši diena pažymi automobilių pramonės eros pabaigą. Kompresorių era artėja į pabaigą.

Dar visai neseniai kruopščiai parašytas vokiškas žodis „Kompressor“ buvo matomas ant daugelio „Mercedes“ modelių. Žinoma, būtų daug patogiau naudoti paprastą santrumpą, tokią kaip CDI ar CGI, tačiau kruopšti viso žodžio rašyba šiuo atveju nėra atsitiktinė. Be jo didžioji dalis rinkodaros poveikio būtų prarasta, jei iššūkis būtų prisiminti tuos didingus prabangių automobilių gamintojo gyvenimo laikus, kai viskas buvo paremta „Kompressor oder Nichts“ šūkiu („kompresorius arba nieko“).

Santrumpa TSI ant plastikinio VW Golf GT gaubto 2005 m. buvo daug santūresnė ir nebuvo skirta nutiesti tiltus į kokį nors žavingą paveldą. Per didelis kuklumas tikrai nėra viena iš VW savybių, o Wolfsburgo gamintojas nepraleistų progos priminti kai kurių savo sėkmių, tačiau šiuo atveju TSI etiketė turėjo demonstruoti ne tradicijas, o techninį avangardą. Technologinė formulė, kurią naudojo VW inžinieriai, buvo banali kaip idėja, tokia pat sudėtinga kaip įgyvendinimas – mažas variklis (šiuo atveju tik 1,4 litro) užtikrina puikias dinamines charakteristikas ir įspūdingą 170 AG galią. dėka galingo turbokompresoriaus ir nedidelio, bet efektyvaus mechaninio agregato tandemo, kuris užpildo didelės turbokompresoriaus galios išgraužtą „skylę“ ir veikia kaip savotiškas dopas prieš pradinį variklio gedimą. Ir tik tada, kai manėme, kad idėja pasiteisino, į sceną pasirodė nauja dviejų litrų variklių linija. „Volvo“, iš kurių galingiausias turi tą pačią degalų papildymo sistemą su mechaniniais ir turbokompresoriais. Visa tai skatina grįžti į istoriją ir prisiminti tolimus šiuolaikinių inžinerinių šedevrų prototipus. Taip, šedevrai, nes „Volvo“ vystymas vėl įtraukė į darbotvarkę itin įdomų techninį sprendimą, kuris prieš du dešimtmečius buvo sėkmingai panaudotas superbrangiame lenktyniniame automobilyje. Spear Delta S4.

Kaip jau minėta, konceptualioje VW ir „Volvo“ variklių idėjoje nėra nieko sudėtingo ar keisto. Mes jau seniai išgyvenome neuralginę temą apie aukštas degalų kainas ir sudėtingą iššūkių rinkinį, su kuriuo susiduria šiuolaikiniai automobilių dizaineriai, siekdami sukurti tiek dinamiškas, tiek degalus taupančias jėgaines.

Technologinio jaudulio viesulas negalėjo apeiti dviejų rūšių kompresorių. Be to, šiandien turbokompresoriai yra vieni iš pagrindinių žaidėjų, siekiančių maksimalaus efektyvumo, įpildami naujus degalus į seną istoriją, kuri datuojama 1885 m.

„Rudolph“ dyzelinių ir kompresorių mašinos

Kažkoks sentimentalus 1896-ojo amžiaus pabaigos romano apie pirmuosius automobilius su vidaus degimo varikliais skonis. Tačiau jų kūrėjai buvo ne šiaip ambicingi ir neišmanantys „alchemikai“ ir pamišę eksperimentuotojai, bet dažniausiai aukšto išsilavinimo žmonės, kurių išradimai paremti rimtu moksliniu pagrindu. Būtent ši tvirta žinių bazė pažadina Gottliebo Daimlerio mintyse idėją aprūpinti savo benzininius ir žibalinius variklius išorine kompresoriaus mašina. Deja, pirmieji jo bandymai šia kryptimi buvo nesėkmingi, ir galiausiai jis atsisakė tolesnio tobulėjimo. Matyt, tuo metu tikimybė iš anksto suspausti į cilindrus patenkantį gryną orą buvo itin maža – užtenka pasakyti, kad Daimler vėl aktyviais tyrimais šioje srityje užsiėmė tik pasibaigus Pirmajam pasauliniam karui. Panašus ir Rudolfo Dieselio kelias. Tuo pat metu, kai jis bandė paleisti savo patentus didelėje naftos kompanijoje ir baigė juos brangiai ir per brangiai parduoti Švedijos broliams Nobeliams, dirbantiems Rusijos naftos telkiniuose Kaukaze, jis nubraižė diagramas ir sugalvojo, kaip toliau. pagerinti efektyvumą.iš esmės tai gana efektyvus šilumos variklis. Šiandien mažai žinomas faktas yra tas, kad „Diesel“ antrajame laboratoriniame pavyzdyje, dirbančiame MAN plėtros bazėje Augsburge, sumontavo išankstinio suspaudimo įrenginį, o XNUMX m. gruodį pasirodė visa serija dyzelinių variklių su kompresoriais.

Daug vėliau pagrindinio dyzelinio variklio padėjėjo vaidmenį atliks išmetimo turbokompresorius, kurio dėka Rudolfo Diesel išradimas pakils į dabartinį rangą. Pirmieji eksperimentiniai „Rudolf Diesel“ varikliai su mechaniniu kompresoriumi pastebėjo numatomą reikšmingą galios padidėjimą, tačiau kalbant apie efektyvumą, viskas nebuvo taip rožinė. Dyzelinas, kuriam variklio ekonomiškumas yra ypač svarbus, savo eksperimentų rezultatus vertina kaip neigiamus. Puikiam inžinieriui jie tampa absoliučia ir netirpia mįsle, priešingai nei jam gerai žinomi termodinamikos dėsniai. Baigęs eksperimentus šioje srityje, jis užrašų knygelėje parašė: „28 m. Sausio 1897 d. Atliktas eksperimentas ir palyginimas su ankstesniais eksperimentais sausio 12 d. Iškėlė klausimą apie išankstinio suspaudimo poveikį. Akivaizdu, kad tai yra labai kenksminga, todėl nuo šiol turime atsisakyti šios idėjos ir sutelkti dėmesį į įprastą keturių cilindrų variklį, kurio tiesioginis grynojo oro įsiurbimas iš atmosferos yra dabartinis “. Ačiū Dievui, genialusis Dieselis čia labai klysta! Vėliau paaiškėjo, kad klaidinga buvo ne priverstinio užpildymo idėja, o jo įgyvendinimo būdas ...

Kompresoriniai dyzeliniai varikliai laivuose

Po daugybės nesėkmingų Rudolfo Dieselio eksperimentų ir po jų sekusių klaidingų išvadų, dizaineriai ilgą laiką atsisakė tokio įrenginio naudojimo priverstiniam papildomo gryno oro tiekimui, pasikliaudami tik natūraliu atmosferos slėgiu. Vienintelis ortodoksinis ir patikrintas būdas tuo metu pasiekti daugiau galios buvo padidinti poslinkio ir greičio lygį, nes pastarasis yra technologiškai įmanomas. Kliedesių migla tvyrojo du dešimtmečius, kol technologijos pasiekė reikiamą lygį, o variklių kompanija MAN iš Vokietijos Augsburgo miesto vėl įtraukė šią idėją į darbotvarkę. Dėl intensyvaus įmonės darbo praėjusio amžiaus 20-ųjų pradžioje pasirodė pirmieji masinės gamybos dyzeliniai agregatai su priverstiniu degalų papildymu naudojant mechaninį kompresorių. 1924 metais jau buvo laivų su kompresoriniais dyzeliniais varikliais, tarp kurių galima rasti įdomų technologinį sprendimą, kai kompresoriai varomi ne tiesiai iš alkūninio veleno, o iš specialiai pritaikytų elektros variklių (pastebėjote analogiją su šiandieniniu V8 dyzelinu ant Audi) , todėl jų galia padidėja nuo standartinių 900 iki 1200 AG. Žinoma, visais šiais atvejais kalbame apie mechaniškai varomus agregatus – nors šimtmečio pradžioje dujų kompresoriaus idėja buvo patentuota, iki tol, kol ji bus įdiegta serijiniuose modeliuose, tai bus ilgas laikas. . Itin lėtą kompresorių technologijos plėtrą lemia dvi pagrindinės priežastys – menkas supratimas apie benzinų elgseną su jiems būdingu polinkiu trankytis ir netikrumas dėl įvairių tipų kompresorių blokų efektyvumo.

Pripildyti benzininius variklius pradėta 1901 m., Kai seras Dugaldas Clerkas (beje, kuris buvo vienas iš dvitakčių variklių pradininkų) nusprendė naudoti siurblį, kad į degimo kameras įstumtų papildomą gryną orą. variklis su didžiuliu darbiniu tūriu. Tarnautojas rimtai ir moksliškai vertina šilumos variklių problemas ir šiuo prietaisu siekia sąmoningai pagerinti variklio termodinaminį efektyvumą. Tačiau galų gale jis, kaip ir prieš jį buvęs Dyzelinas, sugebėjo tik padidinti savo galią.

Šiandien dažniausiai naudojami „Roots“ kompresoriai yra pagrįsti pumpavimo įtaisu, kurį 1907-aisiais užpatentavo Frankas ir Philanderis Rootsas iš Indianos. „Roots“ įrenginio veikimo principas yra pasiskolintas iš pavarų siurblio, kurį 100-ajame amžiuje išrado Johanesas Kepleris, o pirmieji Gottliebo Daimlerio ir jo vyriausiojo inžinieriaus Wilhelmo Maybacho eksperimentai buvo paremti „Roots“ kompresoriais. Vis dėlto įspūdingiausias mechaninio teigiamo pripildymo rezultatas yra amerikietis Lee Chadwickas, kuris 80 metais sumontavo kompresorių ant didžiulio savo automobilio šešių cilindrų variklio, kurio darbinis greitis devynis kartus viršija alkūninio veleno greitį. Taigi, Chadwickas pasiekė siaubingą galios padidėjimą, ir jo automobilis tapo pirmuoju pasaulyje, pasiekusiu oficialiai užregistruotą XNUMX mylių per valandą greitį. Žinoma, pirmosiomis šios technologijos dienomis daugelis dizainerių eksperimentavo su įvairiais kitais kompresorių įtaisais, tokiais kaip išcentriniai ir mentiniai. Patentinės paraiškos apima rotorinio stūmoklio kompresoriaus pirmtaką, kurį praėjusio amžiaus XNUMX-amžiuje plačiai naudojo kelios įmonės, taip pat Arnoldo Theodoro Zollerio mentės kompresorių.

Dėl to priverstinis užpildymas pateisina numatomą litrų talpos padidėjimą ir pasirodo esanti ideali priemonė pagerinti jau sukurtų agregatų dinaminius parametrus.

Tačiau automobiliai nebuvo vieninteliai jo šalininkai – dar 1913 metais jau egzistavo lokomotyvų varikliai su kompresoriumi, o Pirmojo pasaulinio karo metais priverstinis įkrovimas tapo idealia priemone kompensuoti išretėjusį orą didelio aukščio lėktuvuose.

(Sekti)

Tekstas: Georgijus Kolevas