Test Drive Magic Fires: Istorija kompresorskog inženjerstva II

Drugi dio serije: Era kompresora - prošlost i sadašnjost

“Karl je neprimjetno kočio i Buick nas je polako pretekao. Široka sjajna krila puzala su kraj nas. Prigušivač je glasno izbacio plavi dim u naša lica. Postepeno je Buick stekao dvadesetak metara olova, a onda se, kako smo i očekivali, na prozoru pojavilo vlasnikovo lice, pobjedonosno se nacerivši.

Mislio je da je pobijedio ... Davao nam je signale posebno mirno, siguran u svoju pobjedu. U tom je trenutku Karl skočio. Kompresor je eksplodirao. I odjednom je ruka koja je mahala s prozora nestala kad je Karl prihvatio poziv i prišao. Nekontrolisano je prišao.

1938. Erich Maria Remarque. "Tri drugara". Osuđena ljubav, devastirana duša i vrijednost nekoliko desetina sitnica koje nas podsjećaju da jednostavne stvari cijenimo tek kada nestanu glatko i nepovratno. Roman o privilegiji življenja ovdje i sada, veslajući pregršt životnih radosti, remek djelo o ogromnim ljudskim vrijednostima ​i... Carl je auto skromnog ega, ali bezgranične duše.

Tri druga objavljena je na prekretnici u ljudskoj istoriji 1938. godine. Samo nekoliko meseci nakon objavljivanja, 1. septembra 1939, dana kada su se Grand Prix automobili takmičili u žestokoj trci za VN Jugoslavije, nemački tenkovi su prešli granicu sa Poljskom i doveli čovečanstvo do njegovog najvećeg pada. Ovaj dan označava kraj jedne ere u automobilskoj industriji. Era kompresora se bliži kraju.

Do nedavno je minuciozno ispisana njemačka riječ "Kompressor" bila vidljiva na dosta Mercedesovih modela. Naravno, bilo bi mnogo prikladnije koristiti jednostavnu skraćenicu kao što je CDI ili CGI, ali pažljivo pisanje cijele riječi u ovom slučaju nije slučajno. Bez toga, veliki dio marketinškog utjecaja bio bi izgubljen da je izazov prisjetiti se onih slavnih vremena u životu proizvođača luksuznih automobila, kada se sve temeljilo na motou Kompressor oder Nichts ("kompresor ili ništa").

Akronim TSI na plastičnoj haubi VW Golfa GT 2005. godine bio je mnogo suzdržaniji i nije imao za cilj da gradi mostove do nekog glamuroznog nasleđa. Pretjerana skromnost definitivno nije jedna od odlika VW-a, a proizvođač iz Volfsburga ne bi propustio priliku da se prisjeti nekih svojih uspjeha, ali u ovom slučaju, oznaka TSI je morala pokazati tehničku avangardu, a ne tradiciju. Tehnološka formula koju su koristili VW inženjeri bila je trivijalna koliko i ideja, složena koliko i realizacija - mali motor (u ovom slučaju samo 1,4 litara) pruža odlične dinamičke performanse i impresivnu snagu od 170 KS. zahvaljujući tandemu snažnog turbopunjača i male, ali efikasne mehaničke jedinice koja ispunjava "rupu" poharanu velikom snagom turbopunjača i djeluje kao neka vrsta droge protiv početnog kvara motora. I baš kada smo pomislili da je ideja uspješna, na scenu je stupila nova linija dvolitarskih motora. Volvo, od kojih najmoćniji ima isti sistem za punjenje goriva sa mehaničkim i turbo punjačima. Sve nas to tjera da se vratimo u povijest i prisjetimo dalekih prototipova modernih inženjerskih remek-djela. Da, remek-djela, jer je razvoj Volva ponovo stavio na dnevni red izuzetno zanimljivo tehničko rješenje koje je prije dvije decenije uspješno korišteno u superskupom trkaćem automobilu. Koplja Delta S4.

Kao što je već spomenuto, u konceptualnoj ideji motora VW i Volvo nema ništa komplicirano ili čudno. Dugo smo živjeli kroz neuralgičnu temu visokih cijena goriva i složeni niz izazova s ​​kojima se moderni automobilski dizajneri suočavaju u svojoj potrazi za stvaranjem dinamičnih i štedljivih pogonskih sklopova.

Vrtlog tehnološkog uzbuđenja nije mogao zaobići kompresore u njihove dvije varijante. Štoviše, danas su turbopunjači među glavnim igračima u utrci za maksimalnom efikasnošću, dodajući novo ulje na vatru stare priče koja datira iz 1885 ...

Rudolph Mašine za dizel i kompresore

Ima nešto od sentimentalne arome romana iz kasnog 1896. veka o prvim automobilima sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Međutim, njihovi tvorci nisu bili samo ambiciozni i neuki "alhemičari" i ludi eksperimentatori, već obično visokoobrazovani ljudi čiji su izumi zasnovani na ozbiljnoj naučnoj osnovi. Upravo ova čvrsta baza znanja budi u umu Gottlieba Daimlera ideju da svoje benzinske i kerozinske motore opremi vanjskim kompresorom. Nažalost, njegovi prvi pokušaji u tom pravcu bili su neuspješni, te je na kraju odustao od daljeg razvoja. Očigledno su u to vrijeme šanse za prethodno kompresiju svježeg zraka koji ulazi u cilindre bile izuzetno male - dovoljno je reći da se Daimler ponovo uključio u aktivna istraživanja u ovoj oblasti tek nakon završetka Prvog svjetskog rata. Sličan je i put Rudolfa Dizela. U isto vrijeme dok je pokušavao da pokrene svoje patente u velikoj naftnoj kompaniji i na kraju ih skupo i preskupo prodao švedskoj braći Nobel koja rade na ruskim naftnim poljima na Kavkazu, crtao je dijagrame i smišljao kako dalje poboljšati efikasnost, u principu je prilično efikasan toplotni motor. Danas malo poznata činjenica je da je Diesel ugradio predkompresionu jedinicu na svoj drugi laboratorijski uzorak, radeći u razvojnoj bazi MAN-a u Augsburgu, a u decembru XNUMX. godine pojavio se čitav niz dizel motora opremljenih kompresorima.

Mnogo kasnije, ulogu glavnog asistenta dizelskog motora igraće ispušni turbopunjač, ​​zahvaljujući kojem će se izum Rudolfa Diesela podići na svoj trenutni rang. Prvi eksperimentalni Rudolf Diesel motori s mehaničkim kompresorom zabilježili su očekivani značajan porast snage, ali sa stanovišta efikasnosti stvari nisu bile tako ružičaste. Diesel, za koji je ekonomičnost motora od najveće važnosti, rezultate vlastitih eksperimenata ocjenjuje negativnim. Za briljantnog inženjera postaju apsolutna i nerješiva ​​misterija, uprkos njegovim poznatim zakonima termodinamike. Završivši eksperimente u ovom području, u svoju bilježnicu napisao je sljedeće: „Eksperiment izveden 28. januara 1897. i njegovo upoređivanje s prethodnim eksperimentima 12. januara, pokrenuo je pitanje učinka predkompresije. Očito je da je ovo vrlo štetno, pa od sada moramo napustiti tu ideju i usredotočiti se na konvencionalni četverocilindrični motor s direktnim unosom svježeg zraka iz atmosfere u trenutnom obliku. " Hvala Bogu, genijalni Diesel ovdje duboko griješi! Kasnije je postalo jasno da nije pogrešna ideja prisilnog punjenja, već način njegove provedbe….

Kompresorski dizel motori na brodovima

Nakon niza neuspješnih eksperimenata Rudolfa Diesela i pogrešnih zaključaka koji su uslijedili, dizajneri su dugo vremena odustali od upotrebe takvog uređaja za prisilno dovođenje dodatnog svježeg zraka, oslanjajući se isključivo na prirodni atmosferski tlak. Jedini ortodoksni i dokazani način za postizanje veće snage u to vrijeme bio je povećanje zapremine i brzine, budući da je ovo drugo tehnološki izvodljivo. Magla zabluda trajala je dvije decenije, sve dok tehnologija nije dostigla potrebni nivo, a kompanija MAN motora iz njemačkog grada Augsburga ponovo je ovu ideju stavila na dnevni red. Kao rezultat intenzivnog rada kompanije početkom 20-ih godina prošlog stoljeća, pojavile su se prve masovne proizvodnje dizel agregata s prisilnim punjenjem gorivom pomoću mehaničkog kompresora. 1924. godine već su postojali brodovi sa kompresorskim dizel motorima, među kojima se može pronaći zanimljivo tehnološko rješenje u kojem se kompresori ne pogone direktno iz radilice, već iz posebno prilagođenih elektromotora (primijetili ste analogiju sa današnjim V8 dizelom na Audiju) , što rezultira povećanjem njihove snage sa standardnih 900 na 1200 KS. Naravno, u svim ovim slučajevima govorimo o jedinicama na mehanički pogon - iako je početkom stoljeća patentirana ideja o plinskom kompresoru, do trenutka kada bude implementirana u serijske modele, on će biti dugo vrijeme. . Izuzetno spor razvoj kompresorske tehnologije posljedica je dva glavna razloga - slabe svijesti o ponašanju benzina sa svojom inherentnom tendencijom kucanja i nesigurnosti u efikasnost različitih tipova kompresorskih jedinica.

Punjenje benzinskih motora počelo je 1901. godine kada je Sir Dugald Clerk (koji je inače bio jedan od pionira u dvotaktnom motoru) odlučio koristiti pumpu za potiskivanje dodatnog svježeg zraka u komore za sagorijevanje. motor sa velikom zapreminom. Službenik ozbiljno i znanstveno shvaća probleme toplotnih strojeva i ovim uređajem želi namjerno poboljšati termodinamičku učinkovitost motora. Međutim, na kraju je i on, kao i Diesel prije njega, uspio samo povećati svoju moć.

Najčešće korišteni kompresori Roots danas temelje se na pumpnom uređaju koji su patentirali Frank i Philander Roots iz Indiane 1907. godine. Princip rada jedinice Roots posuđen je iz zupčaste pumpe koju je u 100. stoljeću izumio Johannes Kepler, a prvi eksperimenti Gottlieba Daimlera i njegovog glavnog inženjera Wilhelma Maybacha temeljili su se na Rootsovim kompresorima. Najupečatljiviji rezultat mehaničkog pozitivnog punjenja, međutim, dolazi od Amerikanca Lee Chadwicka, koji je 80. godine na svoj ogromni šestocilindrični motor instalirao kompresor s radnom brzinom devet puta većom od brzine radilice. Tako je Chadwick postigao monstruozan porast snage, a njegov automobil postao je prvi na svijetu koji je postigao službeno registriranu brzinu od KSNUMKS milja na sat. Naravno, u ranim danima ove tehnologije mnogi su dizajneri eksperimentirali s raznim drugim vrstama kompresorskih uređaja kao što su centrifugalni i lopatice. Među patentnim prijavama može se naći i prethodnik rotaciono-klipnog kompresora, široko korišten u XNUMX-ima prošlog stoljeća od strane nekoliko kompanija, kao i lopatasti kompresor Arnolda Theodora Zollera.

Kao rezultat, prisilno punjenje opravdava očekivano povećanje kapaciteta litre i pokazalo se idealnim alatom za poboljšanje dinamičkih parametara već dizajniranih jedinica.

Ali automobili nisu bili jedini pobornici toga - već 1913. godine već su postojali motori lokomotiva s kompresorom, a tokom Prvog svjetskog rata prisilno punjenje postalo je idealno sredstvo za kompenzaciju razrijeđenog zraka u avionima na velikim visinama.

(pratiti)

Tekst: Georgy Kolev