Test Drive Magic Fires: Ang Kasaysayan ng Compressor Engineering II

Ang ikalawang bahagi ng serye: Ang panahon ng mga compressor - nakaraan at kasalukuyan

"Si Karl ay preno nang hindi nahahalata at dahan-dahang naabutan kami ng Buick. Malapad na makintab na mga pakpak ang gumapang sa amin. Ang muffler ay nagbuga ng asul na usok ng malakas sa aming mga mukha. Unti-unti, nakakuha ang Buick ng halos dalawampung metro ng tingga, at pagkatapos, tulad ng inaasahan namin, ang mukha ng may-ari ay lumitaw sa bintana, ngumisi ng matagumpay.

Naisip niya na nanalo siya ... Binigyan niya kami ng mga signal lalo na kalmado, tiwala sa kanyang tagumpay. Sa sandaling iyon tumalon si Karl. Sumabog ang compressor. At biglang nawala ang kamay na kumakaway mula sa bintana nang tanggapin ni Karl ang paanyaya at lumapit. Lumapit siya ng hindi mapigilan.

1938 Erich Maria Remarque. "Tatlong Kasama". Isang napapahamak na pag-ibig, isang nasirang kaluluwa, at ang halaga ng ilang dosenang maliliit na bagay na nagpapaalala sa atin na pinahahalagahan lamang natin ang mga simpleng bagay kapag ang mga ito ay nawala nang maayos at hindi na mababawi. Isang nobela tungkol sa pribilehiyong mamuhay dito at ngayon, paggaod ng ilang dakot ng kagalakan ng buhay, isang obra maestra tungkol sa napakalaking halaga ng tao​​at ... Si Carl ay isang kotse na may katamtamang ego, ngunit may walang hangganang kaluluwa.

Tatlong Kasamang nalathala sa isang puntong nagbabago sa kasaysayan ng tao noong 1938. Ilang buwan lamang matapos mailathala, noong Setyembre 1, 1939, araw na nakikipagkumpitensya ang mga kotseng Grand Prix sa isang mabangis na karera para sa Yugoslav Grand Prix, ang mga tangke ng Aleman ay tumawid sa hangganan sa Poland at pinangunahan ang sangkatauhan sa pinakadakilang pagbagsak nito. Sa araw na ito marka ang pagtatapos ng isang panahon sa industriya ng automotive. Ang panahon ng mga compressor ay malapit nang magwawakas.

Hanggang kamakailan lamang, ang masusing pagbaybay ng salitang Aleman na "Kompressor" ay nakikita sa ilang mga modelo ng Mercedes. Siyempre, magiging mas maginhawa ang paggamit ng isang simpleng pagpapaikli tulad ng CDI o CGI, ngunit ang masusing pagsulat ng buong salita sa kasong ito ay hindi sinasadya. Kung wala ito, marami sa mga epekto sa marketing ay nawala kung ang hamon ay upang gunitain ang mga maluwalhating oras sa buhay ng isang tagagawa ng marangyang kotse, kung ang lahat ay batay sa motto ng Kompressor oder Nichts ("tagapiga o wala").

Ang acronym na TSI sa plastic hood ng VW Golf GT noong 2005 ay mas pinigilan at hindi nilalayong bumuo ng mga tulay sa ilang kaakit-akit na pamana. Ang labis na kahinhinan ay tiyak na hindi isa sa mga katangian ng VW, at hindi palalampasin ng tagagawa ng Wolfsburg ang pagkakataong alalahanin ang ilan sa mga tagumpay nito, ngunit sa kasong ito, ang TSI label ay kailangang ipakita ang teknikal na avant-garde, hindi tradisyon. Ang teknolohikal na pormula na ginamit ng mga inhinyero ng VW ay walang halaga bilang isang ideya, kasing kumplikado ng pagpapatupad - isang maliit na makina (sa kasong ito, 1,4 litro lamang) ay nagbibigay ng mahusay na dynamic na pagganap at isang kahanga-hangang lakas ng 170 hp. salamat sa tandem ng isang malakas na turbocharger at isang maliit ngunit mahusay na mekanikal na yunit na pumupuno sa "butas" na sinira ng malaking kapangyarihan ng turbocharger at nagsisilbing isang uri ng dope laban sa paunang pagkabigo ng makina. At nang naisip namin na ang ideya ay isang tagumpay, isang bagong linya ng dalawang-litrong makina ang pumasok sa eksena. Ang Volvo, ang pinakamakapangyarihan sa mga ito ay may parehong sistema ng pag-refueling na may mga mekanikal at turbocharger. Ang lahat ng ito ay nag-uudyok sa amin na bumalik sa kasaysayan at alalahanin ang malalayong mga prototype ng modernong mga obra maestra sa engineering. Oo, mga obra maestra, dahil ang pagbuo ng Volvo ay muling naglagay sa agenda ng isang lubhang kawili-wiling teknikal na solusyon na matagumpay na ginamit sa isang napakamahal na racing car dalawang dekada na ang nakalilipas. Sibat Delta S4.

Tulad ng nabanggit na, walang kumplikado o kakaiba tungkol sa konsepto ng ideya ng VW at Volvo engine. Matagal na kaming nabuhay sa pamamagitan ng neuralgic na tema ng mataas na mga presyo ng gasolina at ang kumplikadong hanay ng mga hamon na kinakaharap ng mga modernong automotive designer sa kanilang pakikipagsapalaran upang lumikha ng parehong mga pabagu-bago at mahusay na fuel powertrains.

Ang buhawi ng teknolohikal na kaguluhan ay hindi maaaring lampasan ang mga compressor sa kanilang dalawang pagkakaiba-iba. Bukod dito, ang mga turbocharger ngayon ay kabilang sa pangunahing mga manlalaro sa karera para sa maximum na kahusayan, pagdaragdag ng bagong gasolina sa apoy ng isang lumang kwento na nagsimula pa noong 1885 ...

Rudolph Diesel at compressor machine

Mayroong isang bagay ng sentimental na lasa ng isang nobelang huling bahagi ng ika-1896 na siglo tungkol sa unang panloob na mga sasakyan na may combustion-engine. Gayunpaman, ang kanilang mga tagalikha ay hindi lamang ambisyoso at ignorante na mga "alchemist" at mga baliw na eksperimento, ngunit kadalasan ay may mataas na pinag-aralan na mga tao na ang mga imbensyon ay batay sa isang seryosong siyentipikong batayan. Ito ang matatag na base ng kaalaman na gumising sa isipan ni Gottlieb Daimler ang ideya ng pag-equip sa kanyang mga makina ng gasolina at kerosene ng isang panlabas na compressor machine. Sa kasamaang palad, ang kanyang mga unang pagtatangka sa direksyon na ito ay hindi matagumpay, at sa huli ay tinalikuran niya ang karagdagang pag-unlad. Tila, sa oras na iyon, ang mga pagkakataon na pre-compress ang sariwang hangin na pumasok sa mga cylinder ay napakaliit - sapat na upang sabihin na si Daimler ay muling nakikibahagi sa aktibong pananaliksik sa lugar na ito pagkatapos lamang ng pagtatapos ng Unang Digmaang Pandaigdig. Ang landas ni Rudolf Diesel ay magkatulad. Sa parehong oras na sinusubukan niyang patakbuhin ang kanyang mga patente sa isang pangunahing kumpanya ng langis at natapos na ibenta ang mga ito ng mahal at masyadong mahal sa mga kapatid na Swedish Nobel na nagtatrabaho sa mga patlang ng langis ng Russia ng Caucasus, gumuhit siya ng mga diagram at naisip kung paano pa pagbutihin ang kahusayan. ito ay isang medyo mahusay na makina ng init sa prinsipyo. Ang isang katotohanan na hindi gaanong kilala ngayon ay ang Diesel ay nag-install ng isang precompression unit sa pangalawang sample ng laboratoryo nito, na nagtatrabaho sa MAN development base sa Augsburg, at noong Disyembre XNUMX isang buong serye ng mga diesel engine na nilagyan ng mga compressor ang lumitaw.

Sa kalaunan, ang papel na ginagampanan ng pangunahing katulong ng diesel engine ay isasagawa ng exhaust turbocharger, salamat kung saan ang pag-imbento ng Rudolf Diesel ay tataas sa kasalukuyang ranggo. Ang unang pang-eksperimentong mga makina ng Rudolf Diesel na may mekanikal na tagapiga ay nabanggit ang inaasahang makabuluhang pagtaas ng lakas, ngunit sa mga tuntunin ng kahusayan, ang mga bagay ay hindi gaanong masayang. Ang Diesel, kung saan ang ekonomiya ng makina ang pinakamahalaga, sinusuri ang mga resulta ng sarili nitong mga eksperimento bilang negatibo. Para sa isang makinang na inhinyero, sila ay naging isang ganap at hindi malulutas na palaisipan, salungat sa kanyang mga kilalang batas ng thermodynamics. Natapos ang kanyang mga eksperimento sa lugar na ito, isinulat niya ang sumusunod sa kanyang kuwaderno: "Ang isang eksperimento na isinagawa noong Enero 28, 1897, at paghahambing sa mga nakaraang eksperimento noong Enero 12, ay nagtanong sa tanong ng epekto ng pre-compression. Malinaw na, ito ay lubos na nakakapinsala, kaya't mula ngayon dapat nating talikuran ang ideyang ito at ituon ang pansin sa isang maginoo na engine na apat na silindro na may direktang pag-inom ng sariwang hangin mula sa himpapawid sa kasalukuyang anyo. " Salamat sa Diyos, ang henyo na si Diesel ay napagkakamalan dito! Nang maglaon ay naging malinaw na hindi ito ang ideya ng sapilitang pagpuno na mali, ngunit ang paraan ng pagpapatupad nito ....

Ang mga compressor diesel engine sa mga barko

Matapos ang isang serye ng mga hindi matagumpay na mga eksperimento ni Rudolf Diesel at ang mga maling konklusyon na sumunod sa kanila, ang mga taga-disenyo sa loob ng mahabang panahon ay inabandona ang paggamit ng naturang aparato para sa sapilitang supply ng karagdagang sariwang hangin, umaasa lamang sa natural na presyon ng atmospera. Ang tanging orthodox at napatunayang paraan upang makamit ang higit na kapangyarihan sa oras na iyon ay upang taasan ang antas ng displacement at bilis, dahil ang huli ay teknolohikal na magagawa. Ang ambon ng mga maling akala ay nagtagal sa loob ng dalawang dekada, hanggang ang teknolohiya ay umabot sa kinakailangang antas, at ang MAN engine company mula sa German city ng Augsburg ay muling inilagay ang ideyang ito sa agenda. Bilang resulta ng masinsinang gawain ng kumpanya sa unang bahagi ng 20s ng huling siglo, lumitaw ang unang mass-produce na mga yunit ng diesel na may sapilitang pag-refueling gamit ang isang mechanical compressor. Noong 1924 mayroon nang mga barko na may mga compressor diesel engine, kung saan ang isa ay makakahanap ng isang kawili-wiling teknolohikal na solusyon kung saan ang mga compressor ay hindi direktang hinihimok mula sa crankshaft, ngunit mula sa mga espesyal na inangkop na mga de-koryenteng motor (napansin mo ang pagkakatulad sa V8 diesel ngayon sa Audi) , bilang isang resulta na nagpapataas ng kanilang kapangyarihan mula sa karaniwang 900 hanggang 1200 hp. Siyempre, sa lahat ng mga kasong ito ay pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga yunit na hinimok ng mekanikal - kahit na sa simula ng siglo ang ideya ng gas compressor ay patented, sa oras na ito ay ipinatupad sa mga serial model, ito ay magiging isang matagal na panahon. . Ang napakabagal na pag-unlad ng teknolohiya ng compressor ay dahil sa dalawang pangunahing dahilan - mahinang kamalayan sa pag-uugali ng mga gasolina na may likas na ugali na kumatok at kawalan ng katiyakan tungkol sa kahusayan ng iba't ibang uri ng mga yunit ng compressor.

Ang pagpuno ng mga makina ng gasolina ay nagsimula noong 1901, nang si Sir Dugald Clerk (na isa sa mga nagpasimula ng mga two-stroke engine, nga pala) ay nagpasyang gumamit ng isang bomba upang pilitin ang karagdagang presko na hangin sa mga silid ng pagkasunog. engine na may isang malaking pag-aalis. Seryoso at siyentipiko ang kinukuha ng klerk sa mga problema sa heat engine, at sa aparatong ito ay naghahangad na sadyang dagdagan ang thermodynamic na kahusayan ng engine. Gayunpaman, sa huli, siya, tulad ng Diesel na nauna sa kanya, nagawa lamang na dagdagan ang kanyang lakas.

Ang pinaka-karaniwang ginagamit na Roots compressors ngayon ay batay sa isang pumping device na na-patent ng Frank at Philander Roots ng Indiana noong 1907. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng yunit ng Roots ay hiniram mula sa gear pump na naimbento noong 100th siglo ni Johannes Kepler, at ang mga unang eksperimento ni Gottlieb Daimler at kanyang punong inhinyero na si Wilhelm Maybach ay batay sa mga Roots compressor. Ang pinaka-kahanga-hangang resulta ng positibong pagpuno ng mekanikal, gayunpaman, ay nagmula sa American Lee Chadwick, na noong 80 ay nag-install ng isang compressor sa malaking anim na silindro engine ng kanyang kotse, ang bilis ng pagtatrabaho na siyam na beses sa bilis ng crankshaft. Kaya, nakamit ni Chadwick ang isang napakalaking pagtaas ng lakas, at ang kanyang kotse ay naging una sa buong mundo na naabot ang opisyal na nakarehistrong bilis ng XNUMX milya bawat oras. Siyempre, sa mga unang araw ng teknolohiyang ito, maraming mga taga-disenyo ang nag-eksperimento sa iba't ibang mga uri ng mga aparato ng tagapiga tulad ng centrifugal at vane. Kabilang sa mga application ng patent ay maaaring matagpuan ang hinalinhan ng rotary piston compressor, na malawakang ginagamit sa XNUMX-ies ng huling siglo ng maraming mga kumpanya, pati na rin ang vane compressor ni Arnold Theodor Zoller.

Bilang isang resulta, pinipilit ng pagpupuno na pinunan ang inaasahang pagtaas sa kapasidad ng litro at naging isang perpektong tool para sa pagpapabuti ng mga pabago-bagong parameter ng mga naka-disenyo na yunit.

Ngunit ang mga kotse ay hindi lamang ang mga tagasuporta nito - noong unang bahagi ng 1913, ang mga makina ng lokomotibo na may isang compressor ay umiral na, at sa panahon ng Unang Digmaang Pandaigdig, ang sapilitang pagsingil ay naging isang mainam na paraan ng pag-compensate para sa rarefied na hangin sa mga high-altitude na sasakyang panghimpapawid.

(upang sundin)

Teksto: Georgy Kolev