Testna vožnja Magic Fires: Zgodovina kompresorske tehnike II

Drugi del cikla: Obdobje kompresorjev - nekoč in danes

»Karl je neopazno zaviral in Buick nas je počasi prehitel. Široka sijoča ​​krila so plazila mimo nas. Dušilec nam je glasno bruhal modri dim v obraze. Postopoma je Buick pridobil približno dvajset metrov svinca, nato pa se je, kot smo pričakovali, v oknu prikazal lastnikov obraz, ki se je zmagoslavno zarežal.

Mislil je, da je zmagal ... Še posebej mirno nam je dajal signale, prepričan v svojo zmago. V tistem trenutku je Karl skočil. Kompresor je eksplodiral. In kar naenkrat je roka, ki je mahala z okna, izginila, ko je Karl sprejel povabilo in pristopil. Nekontrolirano se je približal.

1938 Erich Maria Remarque. "Trije tovariši". Obsojena ljubezen, uničena duša in vrednost nekaj deset malenkosti, ki nas spomnijo, da cenimo preproste stvari šele, ko gladko in nepovratno zbledijo. Roman o privilegiju življenja tukaj in zdaj, veslanje prgišč življenjskih radosti, mojstrovina o neizmernih človeških vrednotah in ... Carl je avto s skromnim egom, a z brezmejno dušo.

Trije tovariši so bili leta 1938 objavljeni na prelomnici v človeški zgodovini. Le nekaj mesecev po objavi, 1. septembra 1939, na dan, ko so avtomobili Grand Prix tekmovali v hudi dirki za Veliko nagrado Jugoslavije, so nemški tanki prestopili mejo na Poljsko in človeštvo pripeljali do največjega propada. Ta dan pomeni konec obdobja v avtomobilski industriji. Obdobje kompresorjev se končuje.

Do nedavnega je bila natančno napisana nemška beseda "Kompressor" vidna na kar nekaj modelih Mercedes. Seveda bi bilo veliko bolj priročno uporabiti preprosto okrajšavo, na primer CDI ali CGI, vendar natančno črkovanje celotne besede v tem primeru ni naključno. Brez tega bi bil velik del tržnega učinka izgubljen, če bi bil izziv spomniti na tiste veličastne čase v življenju proizvajalca luksuznih avtomobilov, ko je vse temeljilo na geslu Kompressor oder Nichts ("kompresor ali nič").

Okrajšava TSI na plastični maski VW Golfa GT leta 2005 je bila veliko bolj zadržana in ni bila namenjena gradnji mostov do neke glamurozne dediščine. Pretirana skromnost vsekakor ni ena od odlik VW in proizvajalec iz Wolfsburga ne bi zamudil priložnosti, da bi spomnil na nekatere njegove uspehe, a v tem primeru je morala oznaka TSI razkazovati tehnično avantgardo, ne tradicije. Tehnološka formula, ki so jo uporabili inženirji VW, je bila trivialna kot ideja, tako zapletena kot izvedba - majhen motor (v tem primeru le 1,4 litra) zagotavlja odlično dinamično zmogljivost in impresivno moč 170 KM. zahvaljujoč tandemu zmogljivega turbinskega polnilnika in majhne, ​​a učinkovite mehanske enote, ki zapolnjuje »luknjo«, ki jo je opustošila velika moč turbinskega polnilnika, in deluje kot nekakšen doping proti začetni okvari motorja. In ko smo mislili, da je ideja uspešna, je na sceno stopila nova linija dvolitrskih motorjev. Volvo, od katerih ima najmočnejši enak sistem dolivanja goriva z mehanskimi in turbopolnilniki. Vse to nas spodbuja, da se vrnemo v zgodovino in se spomnimo oddaljenih prototipov sodobnih inženirskih mojstrovin. Da, mojstrovine, kajti razvoj Volva je znova postavil na dnevni red izjemno zanimivo tehnično rešitev, ki je bila pred dvema desetletjema uspešno uporabljena v superdragem dirkalniku. Spear Delta S4.

Kot že omenjeno, v konceptualni zamisli motorjev VW in Volvo ni nič zapletenega ali čudnega. Dolgo smo preživeli nevralgično temo visokih cen goriva in zapletene izzive, s katerimi se sodobni avtomobilski oblikovalci soočajo v prizadevanjih za ustvarjanje dinamičnih in varčnih pogonskih sklopov.

Vihar tehnološkega vznemirjenja ni mogel zaobiti kompresorjev v njihovih dveh sortah. Še več, danes so turbopuhali med glavnimi akterji v tekmi za največjo učinkovitost in dodajajo novo gorivo v ogenj stare zgodbe, ki sega v leto 1885 ...

Rudolph Diesel in kompresorski stroji

Nekaj ​​sentimentalnega pridiha je romana iz poznega 1896. stoletja o prvih avtomobilih z motorjem z notranjim zgorevanjem. Njihovi snovalci pa niso bili le ambiciozni in neuki »alkimisti« in nori eksperimentatorji, temveč praviloma visoko izobraženi ljudje, katerih izumi temeljijo na resni znanstveni podlagi. Ta trdna baza znanja je tista, ki v mislih Gottlieba Daimlerja prebudi idejo, da bi svoje bencinske in kerozinske motorje opremil z zunanjim kompresorskim strojem. Žal so bili njegovi prvi poskusi v tej smeri neuspešni in na koncu je nadaljnji razvoj opustil. Očitno so bile takrat možnosti predkompresije svežega zraka, ki je vstopal v valje, izjemno majhne – dovolj je reči, da se je Daimler znova lotil aktivnih raziskav na tem področju šele po koncu prve svetovne vojne. Podobna je tudi pot Rudolfa Diesla. V istem času, ko je poskušal voditi svoje patente v velikem naftnem podjetju in jih na koncu drago in predrago prodal švedskima bratoma Nobel, ki delata na ruskih naftnih poljih na Kavkazu, je risal diagrame in ugotovil, kako naprej izboljšanje učinkovitosti je načeloma dokaj učinkovit toplotni motor. Danes malo znano dejstvo je, da je Diesel namestil predkompresijsko enoto na svoj drugi laboratorijski vzorec, ki je delal v razvojni bazi MAN v Augsburgu, decembra XNUMX pa se je pojavila cela serija dizelskih motorjev, opremljenih s kompresorji.

Veliko kasneje bo vlogo glavnega asistenta dizelskega motorja imel izpušni turbopolnilnik, zahvaljujoč kateremu se bo izum Rudolfa Diesela dvignil na sedanji rang. Prvi eksperimentalni motorji Rudolf Diesel z mehanskim kompresorjem so opazili pričakovano znatno povečanje moči, vendar z vidika učinkovitosti stvari niso bile tako rožnate. Diesel, za katerega je ekonomičnost motorja izrednega pomena, rezultate lastnih poskusov ocenjuje kot negativne. Za briljantnega inženirja postanejo absolutna in nerešljiva enigma, kljub dobro znanim zakonom termodinamike. Po končanih poskusih na tem področju je v zvezek zapisal naslednje: »Poskus, izveden 28. januarja 1897, in njegova primerjava s prejšnjimi poskusi 12. januarja je sprožil vprašanje o učinku predkompresije. Očitno je to izredno škodljivo, zato moramo odslej opustiti to zamisel in se osredotočiti na običajni štirivaljni motor z neposrednim dovajanjem svežega zraka iz ozračja v sedanji obliki. " Hvala bogu, genialni Diesel se tu globoko moti! Kasneje je postalo jasno, da ni bila napačna ideja prisilnega polnjenja, temveč način njegove izvedbe….

Kompresorski dizelski motorji na ladjah

Po vrsti neuspešnih poskusov Rudolfa Diesla in zmotnih zaključkov, ki so jim sledili, so oblikovalci dolgo časa opustili uporabo takšne naprave za prisilno dovajanje dodatnega svežega zraka in se zanašali izključno na naravni atmosferski tlak. Edini ortodoksni in preizkušeni način za doseganje večje moči v tistem času je bilo povečanje delovne prostornine in stopnje hitrosti, saj je slednja tehnološko izvedljiva. Megla zablod se je vlekla dve desetletji, dokler tehnologija ni dosegla zahtevane ravni, motorno podjetje MAN iz nemškega mesta Augsburg pa je to idejo ponovno postavilo na dnevni red. Kot rezultat intenzivnega dela podjetja v zgodnjih dvajsetih letih prejšnjega stoletja so se pojavile prve serijsko proizvedene dizelske enote s prisilnim polnjenjem z mehanskim kompresorjem. Leta 20 so že obstajale ladje s kompresorskimi dizel motorji, med katerimi najdemo zanimivo tehnološko rešitev, pri kateri kompresorji niso gnani neposredno iz ročične gredi, temveč iz posebej prirejenih elektromotorjev (pri Audiju ste opazili analogijo z današnjim V1924 dizlom) , kar posledično poveča njihovo moč s standardnih 8 na 900 KM. Seveda je v vseh teh primerih govora o mehansko gnanih enotah – čeprav je bila ideja o plinskem kompresorju že v začetku stoletja patentirana, bo do uveljavitve v serijskih modelih že dolgo časa. . Izredno počasen razvoj kompresorske tehnologije je posledica dveh glavnih razlogov - slabega poznavanja obnašanja bencinov z njihovo inherentno nagnjenostjo k trkanju in negotovosti glede učinkovitosti različnih vrst kompresorskih enot.

Polnjenje bencinskih motorjev se je začelo leta 1901, ko se je sir Dugald Clerk (ki je bil mimogrede eden od pionirjev v dvotaktnem motorju) odločil s črpalko prisiliti dodaten svež zrak v zgorevalne komore. motor z ogromno prostornino. Službenik težave s toplotnimi motorji jemlje resno in znanstveno ter s to napravo skuša namerno izboljšati termodinamično učinkovitost motorja. Vendar mu je na koncu, tako kot Dieselu pred njim, le uspelo povečati svojo moč.

Danes najpogosteje uporabljani kompresorji Roots temeljijo na črpalni napravi, ki so jo v 1907-ih patentirali Frank in Philander Roots iz Indiane. Načelo delovanja enote Roots si je sposodil iz zobniške črpalke, ki jo je v 100. stoletju izumil Johannes Kepler, prvi poskusi Gottlieba Daimlerja in njegovega glavnega inženirja Wilhelma Maybacha pa so temeljili na kompresorjih Roots. Najbolj impresiven rezultat mehanskega pozitivnega polnjenja pa prihaja od Američana Leeja Chadwicka, ki je leta 80 na svoj ogromen šestvaljni motor namestil kompresor z delovno hitrostjo, devetkratno večjo od hitrosti ročične gredi. Tako je Chadwick dosegel pošastno povečanje moči in njegov avto je postal prvi na svetu, ki je dosegel uradno registrirano hitrost XNUMX milj na uro. Seveda so v prvih dneh te tehnologije številni oblikovalci eksperimentirali z različnimi drugimi vrstami kompresorskih naprav, kot so centrifugalne in lopatice. Med patentnimi prijavami je mogoče najti predhodnika rotacijsko batnega kompresorja, ki ga je v XNUMX-ih letih prejšnjega stoletja pogosto uporabljalo več podjetij, pa tudi loputasti kompresor Arnolda Theodorja Zollerja.

Posledično prisilno polnjenje upravičuje pričakovano povečanje prostornine litra in se izkaže za idealno orodje za izboljšanje dinamičnih parametrov že zasnovanih enot.

A avtomobili niso bili edini njeni zagovorniki – že leta 1913 so obstajali že lokomotivski motorji s kompresorjem, med prvo svetovno vojno pa je prisilno polnjenje postalo idealno sredstvo za kompenzacijo redčenega zraka v višinskih letalih.

(slediti)

Besedilo: Georgy Kolev