Pandu Uji Kebakaran Ajaib: Sejarah Kejuruteraan Pemampat II

Bahagian kedua siri: Era pemampat - dahulu dan sekarang

“Karl membrek tanpa disangka dan Buick perlahan-lahan mengalahkan kami. Sayap berkilat lebar merangkak melewati kami. Penyedut memuntahkan asap biru dengan kuat di wajah kami. Secara beransur-ansur, Buick memperoleh kira-kira dua puluh meter memimpin, dan kemudian, seperti yang kami harapkan, wajah pemiliknya muncul di tingkap, tersenyum lebar.

Dia fikir dia menang ... Dia memberi kita isyarat terutamanya dengan tenang, yakin akan kemenangannya. Pada masa itu, Karl melompat ke atas. Pemampat meletup. Dan tiba-tiba tangan yang melambai dari tingkap hilang ketika Karl menerima pelawaan itu dan muncul. Dia menghampiri dengan tidak terkawal.

1938 Erich Maria Remarque. "Tiga Rakan". Cinta yang ditakdirkan, jiwa yang hancur, dan nilai beberapa dozen perkara kecil yang mengingatkan kita bahawa kita menghargai perkara mudah hanya apabila ia hilang dengan lancar dan tidak dapat dipulihkan. Sebuah novel tentang keistimewaan hidup di sini dan sekarang, mendayung segelintir kegembiraan hidup, karya agung tentang nilai kemanusiaan yang besar​​dan ... Carl adalah kereta dengan ego yang sederhana, tetapi dengan jiwa yang tidak terbatas.

Three Comrades diterbitkan pada titik perubahan dalam sejarah manusia pada tahun 1938. Hanya beberapa bulan selepas penerbitan, pada 1 September 1939, hari di mana kereta Grand Prix bertanding dalam perlumbaan sengit untuk Grand Prix Yugoslavia, kereta kebal Jerman melintasi sempadan ke Poland dan membawa umat manusia ke kejatuhan terbesarnya. Hari ini menandakan berakhirnya era dalam industri automotif. Era pemampat akan berakhir.

Sehingga baru-baru ini, kata Jerman Kompressor yang dieja dengan teliti dapat dilihat pada beberapa model Mercedes. Sudah tentu, akan lebih senang menggunakan singkatan sederhana seperti CDI atau CGI, tetapi ejaan yang teliti dari keseluruhan kata tidak sengaja dalam hal ini. Tanpa itu, banyak kesan pemasaran akan hilang jika cabarannya adalah mengingat masa-masa gemilang dalam kehidupan pengeluar kereta mewah, ketika semuanya berdasarkan pada moto Kompressor oder Nichts ("pemampat atau apa-apa").

Akronim TSI pada hud plastik VW Golf GT pada tahun 2005 adalah lebih terkawal dan tidak bertujuan untuk membina jambatan ke beberapa warisan glamor. Kesopanan yang berlebihan pastinya bukan salah satu kualiti VW, dan pengeluar Wolfsburg tidak akan melepaskan peluang untuk mengingati beberapa kejayaannya, tetapi dalam kes ini, label TSI terpaksa mempamerkan avant-garde teknikal, bukan tradisi. Formula teknologi yang digunakan oleh jurutera VW adalah remeh seperti idea, sekompleks pelaksanaan - enjin kecil (dalam kes ini, hanya 1,4 liter) memberikan prestasi dinamik yang sangat baik dan kuasa mengagumkan 170 hp. terima kasih kepada tandem pengecas turbo yang berkuasa dan unit mekanikal yang kecil tetapi cekap yang mengisi "lubang" yang dimusnahkan oleh kuasa besar pengecas turbo dan bertindak sebagai sejenis dadah terhadap kegagalan enjin awal. Dan apabila kami fikir idea itu berjaya, barisan enjin dua liter baharu memasuki tempat kejadian. Volvo, yang paling berkuasa mempunyai sistem pengisian bahan api yang sama dengan pengecas mekanikal dan turbo. Semua ini mendorong kita untuk kembali ke sejarah dan mengingati prototaip jauh karya kejuruteraan moden. Ya, karya agung, kerana pembangunan Volvo sekali lagi meletakkan agenda penyelesaian teknikal yang sangat menarik yang berjaya digunakan dalam kereta lumba yang sangat mahal dua dekad yang lalu. Lembing Delta S4.

Seperti yang telah disebutkan, tidak ada yang rumit atau aneh mengenai idea konsep enjin VW dan Volvo. Kami telah lama hidup melalui tema neuralgik harga bahan bakar yang tinggi dan sekumpulan cabaran yang kompleks yang dihadapi oleh pereka automotif moden dalam usaha mereka untuk menghasilkan tenaga yang dinamik dan efisien bahan bakar.

Angin kegembiraan teknologi tidak dapat memotong pemampat dalam dua jenisnya. Lebih-lebih lagi, hari ini pengecas turbo adalah antara pemain utama dalam perlumbaan untuk kecekapan maksimum, menambah bahan bakar baru ke arah kisah lama yang bermula pada tahun 1885 ...

Mesin Rudolph Diesel dan pemampat

Terdapat sesuatu daripada rasa sentimental novel lewat abad ke-1896 tentang kereta enjin pembakaran dalaman yang pertama. Walau bagaimanapun, pencipta mereka bukan sahaja "ahli alkimia" yang bercita-cita tinggi dan jahil serta penguji gila, tetapi biasanya orang yang berpendidikan tinggi yang ciptaannya berdasarkan asas saintifik yang serius. Pangkalan pengetahuan yang kukuh inilah yang membangkitkan dalam fikiran Gottlieb Daimler idea untuk melengkapkan enjin petrol dan minyak tanahnya dengan mesin pemampat luaran. Malangnya, percubaan pertamanya ke arah ini tidak berjaya, dan akhirnya dia meninggalkan perkembangan selanjutnya. Nampaknya, pada masa itu, peluang pra-memampatkan udara segar memasuki silinder adalah sangat kecil - cukup untuk mengatakan bahawa Daimler sekali lagi terlibat dalam penyelidikan aktif di kawasan ini hanya selepas berakhirnya Perang Dunia Pertama. Laluan Rudolf Diesel adalah serupa. Pada masa yang sama dia cuba menjalankan patennya di sebuah syarikat minyak utama dan akhirnya menjualnya mahal dan terlalu mahal kepada saudara-saudara Nobel Sweden yang bekerja di ladang minyak Rusia di Caucasus, dia melukis gambar rajah dan memikirkan bagaimana untuk meneruskan meningkatkan kecekapan, ia adalah enjin haba yang agak cekap pada dasarnya. Fakta yang kurang diketahui hari ini ialah Diesel memasang unit pramampatan pada sampel makmal keduanya, bekerja di pangkalan pembangunan MAN di Augsburg, dan pada Disember XNUMX satu siri keseluruhan enjin diesel yang dilengkapi dengan pemampat muncul.

Tidak lama kemudian, peranan pembantu utama enjin diesel akan dimainkan oleh pengecas turbo ekzos, berkat penemuan Rudolf Diesel akan naik ke kedudukannya sekarang. Enjin Rudolf Diesel eksperimental pertama dengan pemampat mekanikal mencatat kenaikan kuasa yang diharapkan, tetapi dari sudut kecekapan, keadaan tidak begitu cerah. Diesel, yang ekonomi ekonominya sangat penting, menilai hasil eksperimennya sendiri sebagai negatif. Bagi jurutera yang cemerlang, mereka menjadi teka-teki mutlak dan tidak larut, walaupun terdapat undang-undang termodinamik yang terkenal. Setelah menyelesaikan eksperimennya di daerah ini, dia menulis hal berikut di buku catatannya: “Eksperimen yang dilakukan pada 28 Januari 1897, dan perbandingannya dengan eksperimen sebelumnya pada 12 Januari, menimbulkan persoalan mengenai kesan pra-pemampatan. Jelas sekali, ini sangat berbahaya, jadi mulai sekarang kita harus meninggalkan idea ini dan menumpukan perhatian pada enjin empat silinder konvensional dengan pengambilan udara segar langsung dari atmosfer dalam bentuknya sekarang. " Terima kasih Tuhan, Diesel yang genius sangat keliru di sini! Kemudian menjadi jelas bahawa bukan idea mengisi secara paksa yang salah, tetapi cara pelaksanaannya….

Enjin diesel pemampat di kapal

Selepas beberapa siri eksperimen yang tidak berjaya oleh Rudolf Diesel dan kesimpulan yang salah yang mengikutinya, para pereka untuk masa yang lama meninggalkan penggunaan peranti sedemikian untuk bekalan paksa udara segar tambahan, bergantung semata-mata pada tekanan atmosfera semula jadi. Satu-satunya cara ortodoks dan terbukti untuk mencapai lebih banyak kuasa pada masa itu adalah dengan meningkatkan tahap anjakan dan kelajuan, kerana yang terakhir ini boleh dilaksanakan dari segi teknologi. Kabus khayalan berlarutan selama dua dekad, sehingga teknologi mencapai tahap yang diperlukan, dan syarikat enjin MAN dari bandar Augsburg, Jerman sekali lagi meletakkan idea ini dalam agenda. Hasil daripada kerja intensif syarikat itu pada awal 20-an abad yang lalu, unit diesel pertama yang dihasilkan secara besar-besaran dengan pengisian bahan api paksa menggunakan pemampat mekanikal muncul. Pada tahun 1924 sudah ada kapal dengan enjin diesel pemampat, di antaranya seseorang boleh mencari penyelesaian teknologi yang menarik di mana pemampat tidak didorong terus dari aci engkol, tetapi dari motor elektrik yang disesuaikan khas (anda perhatikan analogi dengan diesel V8 hari ini pada Audi) , akibatnya yang meningkatkan kuasa mereka daripada standard 900 kepada 1200 hp. Sudah tentu, dalam semua kes ini kita bercakap tentang unit yang didorong secara mekanikal - walaupun pada awal abad ini idea pemampat gas telah dipatenkan, pada masa ia dilaksanakan dalam model bersiri, ia akan menjadi masa yang lama. . Perkembangan teknologi pemampat yang sangat perlahan adalah disebabkan oleh dua sebab utama - kesedaran yang lemah tentang tingkah laku petrol dengan kecenderungan yang wujud untuk mengetuk dan ketidakpastian tentang kecekapan pelbagai jenis unit pemampat.

Mengisi enjin petrol bermula pada tahun 1901 ketika Sir Dugald Clerk (yang merupakan salah satu pelopor dalam mesin dua lejang, dengan cara itu) memutuskan untuk menggunakan pam untuk memaksa udara segar tambahan ke dalam ruang pembakaran. enjin dengan anjakan besar. Petugas memandang serius masalah mesin haba dan saintifik, dan dengan alat ini berusaha meningkatkan kecekapan termodinamik mesin dengan sengaja. Namun, pada akhirnya, dia, seperti Diesel di hadapannya, hanya berjaya meningkatkan kekuatannya.

Pemampat Roots yang paling biasa digunakan hari ini berdasarkan pada alat pam yang dipatenkan oleh Frank dan Philander Roots dari Indiana pada tahun 1907-an. Prinsip operasi unit Roots dipinjam dari pam gear yang diciptakan pada abad ke-100 oleh Johannes Kepler, dan eksperimen pertama Gottlieb Daimler dan ketua jurutera Wilhelm Maybach dibuat berdasarkan pemampat Roots. Hasil pengisian positif mekanikal yang paling mengagumkan, bagaimanapun, datang dari Lee Chadwick dari Amerika, yang pada tahun 80 memasang pemampat pada enjin enam silindernya yang besar dengan kelajuan kerja sembilan kali lebih tinggi daripada kepingan engkol. Oleh itu, Chadwick mencapai peningkatan kuasa yang luar biasa, dan keretanya menjadi yang pertama di dunia yang mencapai kelajuan XNUMX batu per jam yang didaftarkan secara rasmi. Sudah tentu, pada awal teknologi ini, banyak pereka bereksperimen dengan pelbagai jenis alat pemampat lain seperti sentrifugal dan baling-baling. Di antara aplikasi paten boleh didapati pendahulu pemampat piston putar, yang banyak digunakan dalam XNUMX abad terakhir oleh beberapa syarikat, serta pemampat baling-baling oleh Arnold Theodor Zoller.

Akibatnya, pengisian paksa membenarkan kenaikan kapasiti liter yang diharapkan dan ternyata menjadi alat yang ideal untuk meningkatkan parameter dinamik unit yang sudah dirancang.

Tetapi kereta bukanlah satu-satunya penyokongnya - seawal tahun 1913, enjin lokomotif dengan pemampat sudah wujud, dan semasa Perang Dunia Pertama, pengecasan paksa menjadi cara yang ideal untuk mengimbangi udara jarang dalam pesawat altitud tinggi.

(ikut)

Teks: Georgy Kolev