Testa brauciens Magic Fires: kompresoru inženierijas vēsture II

Otrā sērijas daļa: Kompresoru laikmets – pagātne un tagadne

- Karls nemanāmi bremzēja, un Buiks mūs lēnām apsteidza. Plati spīdīgi spārni rāpās mums garām. Izpūtējs skaļi izšļakstīja mūsu sejās zilus dūmus. Pamazām Buick ieguva aptuveni divdesmit metru svina, un tad, kā mēs gaidījām, logā parādījās īpašnieka seja, kas uzvaroši smīnēja.

Viņš domāja, ka uzvarēs ... Viņš deva mums signālus īpaši mierīgi, pārliecināti par savu uzvaru. Tajā brīdī Kārlis uzlēca. Kompresors uzsprāga. Un pēkšņi pazuda roka, kas pamāja logu, kad Karls pieņēma ielūgumu un nāca klajā. Viņš nevaldāmi tuvojās.

1938 Ērihs Marija Remarks. "Trīs biedri". Nolemta mīlestība, sagrauta dvēsele un dažu desmitu sīkumu vērtība, kas atgādina, ka mēs novērtējam vienkāršas lietas tikai tad, kad tās gludi un neatgriezeniski izgaist. Romāns par privilēģiju dzīvot šeit un tagad, saujām dzīvesprieku airēšanu, šedevrs par milzīgām cilvēciskām vērtībām un... Kārlis ir automašīna ar pieticīgu ego, bet ar neierobežotu dvēseli.

Trīs biedri tika publicēti pagrieziena brīdī cilvēces vēsturē 1938. gadā. Tikai dažus mēnešus pēc publicēšanas, 1. gada 1939. septembrī, dienā, kad Grand Prix automašīnas sacentās sīvā cīņā par Dienvidslāvijas Grand Prix, vācu tanki šķērsoja Polijas robežu un noveda cilvēci līdz vislielākajam kritumam. Šī diena iezīmē laikmeta beigas autobūves nozarē. Kompresoru ēra tuvojas beigām.

Vēl nesen sīki uzrakstītais vācu vārds "Kompressor" bija redzams uz diezgan daudziem Mercedes modeļiem. Protams, daudz ērtāk būtu izmantot vienkāršu saīsinājumu, piemēram, CDI vai CGI, taču visa vārda skrupulozā pareizrakstība šajā gadījumā nav nejauša. Bez tā liela daļa mārketinga ietekmes būtu zaudēta, ja izaicinājums būtu atcerēties tos brīnišķīgos laikus luksusa automobiļu ražotāja dzīvē, kad visa pamatā bija Kompressor oder Nichts devīze ("kompresors vai nekas").

Akronīms TSI uz VW Golf GT plastmasas pārsega 2005. gadā bija daudz atturīgāks un nebija paredzēts, lai izveidotu tiltus uz kādu krāšņu mantojumu. Pārmērīga pieticība noteikti nav viena no VW īpašībām, un Volfsburgas ražotājs nepalaidītu garām iespēju atsaukt atmiņā dažus tā panākumus, taču šajā gadījumā TSI marķējumam bija jādemonstrē tehniskais avangards, nevis tradīcijas. VW inženieru izmantotā tehnoloģiskā formula bija tikpat triviāla kā ideja, tikpat sarežģīta kā realizācija – neliels dzinējs (šajā gadījumā tikai 1,4 litri) nodrošina izcilu dinamisko veiktspēju un iespaidīgu 170 ZS jaudu. pateicoties jaudīga turbokompresora tandēmam un nelielai, bet efektīvai mehāniskai vienībai, kas aizpilda turbokompresora lielās jaudas izpostīto "caurumu" un darbojas kā sava veida dops pret sākotnējo dzinēja atteici. Un tieši tad, kad domājām, ka ideja ir veiksmīga, uz skatuves parādījās jauna divu litru dzinēju sērija. Volvo, no kuriem jaudīgākajam ir tāda pati degvielas uzpildes sistēma ar mehāniskiem un turbokompresoriem. Tas viss mudina atgriezties vēsturē un atsaukt atmiņā mūsdienu inženiertehnisko šedevru tālus prototipus. Jā, šedevri, jo Volvo attīstība atkal dienaskārtībā ir izvirzījusi ārkārtīgi interesantu tehnisko risinājumu, kas pirms diviem gadu desmitiem veiksmīgi tika izmantots superdārgā sacīkšu automašīnā. Šķēps Delta S4.

Kā jau minēts, VW un Volvo dzinēju konceptuālajā idejā nav nekā sarežģīta vai dīvaina. Mēs jau sen esam pārdzīvojuši neiralģisko tēmu par augstām degvielas cenām un sarežģīto izaicinājumu kopumu, ar kuru saskaras mūsdienu automobiļu dizaineri, meklējot gan dinamiskus, gan degvielu taupošus spēka agregātus.

Tehnoloģiskā satraukuma virpulis nevarēja apiet abu veidu kompresorus. Turklāt šodien turbokompresori ir vieni no galvenajiem dalībniekiem cīņā par maksimālu efektivitāti, pievienojot jaunu degvielu vecam stāstam, kas datēts ar 1885. gadu ...

Rūdolfa dīzeļdzinēju un kompresoru mašīnas

Ir kaut kas no 1896. gadsimta beigu romāna sentimentālas piegaršas par pirmajiem iekšdedzes dzinēja automobiļiem. Taču to veidotāji nebija tikai ambiciozi un nezinoši "alķīmiķi" un traki eksperimentētāji, bet parasti augsti izglītoti cilvēki, kuru izgudrojumu pamatā ir nopietns zinātnisks pamatojums. Tieši šī stabilā zināšanu bāze pamodina Gotlība Deimlera prātā ideju aprīkot viņa benzīna un petrolejas dzinējus ar ārēju kompresoru. Diemžēl viņa pirmie mēģinājumi šajā virzienā bija neveiksmīgi, un galu galā viņš atteicās no tālākas attīstības. Acīmredzot tajā laikā iespēja iepriekš saspiest svaigo gaisu, kas nonāks cilindros, bija ārkārtīgi maza - pietiek ar to, ka Daimler atkal aktīvi pētīja šo jomu tikai pēc Pirmā pasaules kara beigām. Līdzīgs ir arī Rūdolfa Dīzela ceļš. Tajā pašā laikā, kad viņš mēģināja pārvaldīt savus patentus lielā naftas kompānijā un beidzot tos dārgus un pārāk dārgus pārdeva zviedru brāļiem Nobeliem, kas strādāja Kaukāza Krievijas naftas laukos, viņš zīmēja diagrammas un izdomāja, kā tos turpināt. uzlabot efektivitāti.tas principā ir diezgan efektīvs siltumdzinējs. Mūsdienās maz zināms ir fakts, ka Dīzeļdegviela savā otrajā laboratorijas paraugā uzstādīja priekškompresijas bloku, kas strādāja MAN izstrādes bāzē Augsburgā, un XNUMX. gada decembrī parādījās vesela virkne dīzeļdzinēju, kas aprīkoti ar kompresoriem.

Daudz vēlāk dīzeļdzinēja galvenā asistenta lomu iejutīsies izplūdes gāzu turbokompresors, pateicoties kuram Rūdolfa Dīzeļa izgudrojums pakāpsies līdz pašreizējam rangam. Pirmie eksperimentālie Rūdolfa dīzeļdzinēji ar mehānisko kompresoru atzīmēja paredzamo ievērojamo jaudas pieaugumu, taču no efektivitātes viedokļa viss nebija tik rožaini. Dīzeļdegviela, kurai dzinēja ekonomija ir ārkārtīgi svarīga, savu eksperimentu rezultātus vērtē kā negatīvus. Izcilam inženierim tie kļūst par absolūtu un nešķīstošu noslēpumu, neskatoties uz viņa plaši pazīstamajiem termodinamikas likumiem. Pabeidzis eksperimentus šajā jomā, viņš piezīmju grāmatiņā ierakstīja sekojošo: “28. gada 1897. janvārī veiktais eksperiments un tā salīdzinājums ar iepriekšējiem 12. janvāra eksperimentiem radīja jautājumu par pirmssaspiešanas efektu. Acīmredzot tas ir ārkārtīgi kaitīgi, tāpēc no šī brīža mums ir jāatsakās no šīs idejas un jākoncentrējas uz parastu četru cilindru motoru ar tiešu svaiga gaisa ieplūdi no atmosfēras tā pašreizējā formā. " Paldies Dievam, ģeniālais Dīzels šeit ir dziļi kļūdījies! Vēlāk izrādījās, ka nepareiza bija nevis ideja par piespiedu aizpildīšanu, bet gan tās īstenošanas veids ...

Kompresoru dīzeļdzinēji uz kuģiem

Pēc vairākiem neveiksmīgiem Rūdolfa Dīzela eksperimentiem un tiem sekojošajiem kļūdainajiem secinājumiem dizaineri ilgu laiku atteicās no šādas ierīces izmantošanas papildu svaiga gaisa piespiedu padevei, paļaujoties tikai uz dabisko atmosfēras spiedienu. Vienīgais ortodoksālais un pārbaudītais veids, kā sasniegt lielāku jaudu tajā laikā, bija palielināt pārvietojuma un ātruma līmeni, jo pēdējais ir tehnoloģiski iespējams. Maldu migla kavējās divus gadu desmitus, līdz tehnoloģija sasniedza vajadzīgo līmeni, un Vācijas pilsētas Augsburgas dzinēju kompānija MAN atkal izvirzīja šo ideju dienaskārtībā. Uzņēmuma intensīvā darba rezultātā pagājušā gadsimta 20. gadu sākumā parādījās pirmie sērijveidā ražotie dīzeļa agregāti ar piespiedu degvielas uzpildīšanu, izmantojot mehānisko kompresoru. 1924. gadā jau bija kuģi ar kompresoru dīzeļdzinējiem, starp kuriem var atrast interesantu tehnoloģisko risinājumu, kurā kompresori tiek darbināti nevis tieši no kloķvārpstas, bet gan no speciāli pielāgotiem elektromotoriem (analoģiju ar mūsdienu V8 dīzeli pamanījāt uz Audi) , kā rezultātā palielinās to jauda no standarta 900 līdz 1200 ZS. Protams, visos šajos gadījumos runa ir par mehāniski darbināmiem agregātiem – lai arī gadsimta sākumā ideja par gāzes kompresoru tika patentēta, līdz brīdim, kad to ieviesīs sērijveida modeļos, tā būs ilgu laiku. . Ārkārtīgi lēno kompresoru tehnoloģiju attīstību nosaka divi galvenie iemesli - vāja izpratne par benzīnu uzvedību ar tiem raksturīgo tendenci klauvēt un neskaidrība par dažāda veida kompresoru bloku efektivitāti.

Benzīna dzinēju uzpildīšana sākās 1901. gadā, kad sers Dugalds Klerks (kurš, starp citu, bija viens no divtaktu dzinēja pionieriem), nolēma izmantot sūkni, lai sadedzināšanas kamerās iespiestu papildu svaigu gaisu. dzinējs ar milzīgu darba tilpumu. Ierēdnis nopietni un zinātniski uztver siltuma dzinēju problēmas un ar šo ierīci mēģina apzināti uzlabot motora termodinamisko efektivitāti. Tomēr galu galā viņam, tāpat kā Dīzelam pirms viņa, izdevās tikai palielināt savu varu.

Mūsdienās visbiežāk izmantotie Roots kompresori ir balstīti uz sūknēšanas ierīci, kuru 1907. gados patentēja Frenks un Filanders Roots no Indiānas. Roots vienības darbības princips tika aizgūts no zobrata sūkņa, kuru 100. gadsimtā izgudroja Johanness Keplers, un pirmie Gotliba Daimlera un viņa galvenā inženiera Vilhelma Maybaha eksperimenti tika balstīti uz Roots kompresoriem. Visiespaidīgākais mehāniskās pozitīvās uzpildes rezultāts tomēr ir amerikānis Lī Čadviks, kurš 80. gadā uz sava automašīnas milzīgā sešcilindru motora uzstādīja kompresoru, kura darba ātrums ir deviņas reizes lielāks par kloķvārpstas ātrumu. Tādējādi Čadviks sasniedza milzīgu jaudas pieaugumu, un viņa automašīna kļuva par pirmo pasaulē, kas sasniedza oficiāli reģistrēto ātrumu XNUMX jūdzes stundā. Protams, šīs tehnoloģijas sākumā daudzi dizaineri eksperimentēja ar dažādiem cita veida kompresoru ierīcēm, piemēram, centrbēdzes un lāpstiņām. Starp patentu pieteikumiem var atrast rotējošo virzuļu kompresoru, ko pagājušā gadsimta XNUMX gados izmantoja vairāki uzņēmumi, priekšteci, kā arī Arnolda Teodora Zollera lāpstiņu kompresoru.

Rezultātā piespiedu uzpildīšana attaisno paredzamo litra tilpuma pieaugumu un izrādās ideāls līdzeklis jau izstrādāto vienību dinamisko parametru uzlabošanai.

Taču automobiļi nebija vienīgie tā atbalstītāji – jau 1913. gadā jau pastāvēja lokomotīvju dzinēji ar kompresoru, un Pirmā pasaules kara laikā piespiedu uzlāde kļuva par ideālu līdzekli, kā kompensēt izretināto gaisu augstkalnu lidmašīnās.

(sekot)

Teksts: Georgijs Koļevs