Toetsry Magic Fires: History of Compressor Engineering II
Die tweede deel van die reeks: Die era van kompressors – verlede en hede
'Karl het ongemerk gerem en die Buick het ons stadig ingehaal. Breë blink vlerke kruip verby ons. Die geluiddemper het blou rook hard in ons gesigte uitgespoeg. Geleidelik het die Buick ongeveer twintig meter lood gekry, en toe, soos ons verwag het, verskyn die gesig van die eienaar in die venster en grynslagend grynsend.
Hy het gedink hy het gewen ... Hy het ons kalm, veral vol vertroue in sy oorwinning, vir ons gegee. Op daardie oomblik spring Karl op. Die kompressor het ontplof. En skielik verdwyn die hand wat uit die venster waai toe Karl die uitnodiging aanvaar en nader kom. Hy kom onbeheersd nader.
1938 Erich Maria Remarque. "Drie kamerade". ’n Gedoemde liefde, ’n verwoeste siel en die waarde van ’n paar dosyn klein dingetjies wat ons daaraan herinner dat ons eenvoudige dinge net waardeer wanneer dit glad en onomkeerbaar verdwyn. ’n Roman oor die voorreg om hier en nou te woon, handevol van die vreugdes van die lewe te roei, ’n meesterstuk oor ontsaglike menslike waardes en ... Carl is ’n motor met ’n beskeie ego, maar met ’n onbeperkte siel.
Three Comrades is in 1938 op 'n keerpunt in die mensegeskiedenis gepubliseer. Slegs enkele maande na publikasie, op 1 September 1939, die dag toe die Grand Prix-motors in 'n harde wedloop om die Joego-Slawiese Grand Prix deelneem, het Duitse tenks die grens na Pole oorgesteek en die mensdom tot sy grootste ondergang gelei. Hierdie dag is die einde van 'n era in die motorbedryf. Die era van kompressors staan einde se kant toe.
Tot onlangs was die noukeurig geskrewe Duitse woord "Kompressor" sigbaar op heelwat Mercedes -modelle. Dit is natuurlik baie geriefliker om 'n eenvoudige afkorting soos CDI of CGI te gebruik, maar die noukeurige spelling van die hele woord in hierdie geval is nie toevallig nie. Daarsonder sou 'n groot deel van die bemarkingsimpak verlore gegaan het as die uitdaging was om die glorieryke tye in die lewe van 'n luukse motorvervaardiger te herroep, toe alles gebaseer was op die motto Kompressor oder Nichts ("kompressor of niks").
Die akroniem TSI op die plastiekkap van die VW Golf GT in 2005 was baie meer terughoudend en nie bedoel om brûe na die een of ander glansryke erfenis te bou nie. Oormatige beskeidenheid is beslis nie een van die eienskappe van VW nie, en die Wolfsburg-vervaardiger sal nie die geleentheid mis om van sy suksesse te herroep nie, maar in hierdie geval moes die TSI-etiket die tegniese avant-garde ten toon stel, nie tradisie nie. Die tegnologiese formule wat deur VW-ingenieurs gebruik is, was so onbenullig soos 'n idee, so kompleks soos implementering - 'n klein enjin (in hierdie geval net 1,4 liter) sorg vir uitstekende dinamiese werkverrigting en 'n indrukwekkende krag van 170 pk. danksy die tandem van 'n kragtige turbo-aanjaer en 'n klein maar doeltreffende meganiese eenheid wat die "gat" wat deur die groot krag van die turbo-aanjaer geteister word vul en dien as 'n soort middel teen die aanvanklike enjinonderbreking. En net toe ons dink die idee is ’n sukses, het ’n nuwe reeks tweeliter-enjins die toneel betree. Volvo, waarvan die kragtigste dieselfde brandstofstelsel met meganiese en turbo-aanjaers het. Dit alles spoor ons aan om terug te keer na die geskiedenis en die verre prototipes van moderne ingenieursmeesterstukke te onthou. Ja, meesterstukke, want die ontwikkeling van Volvo het weer 'n uiters interessante tegniese oplossing op die agenda geplaas wat twee dekades gelede suksesvol in 'n superduur renmotor gebruik is. Spear Delta S4.
Soos reeds genoem, is daar niks ingewikkeld of vreemd aan die konseptuele idee van VW- en Volvo-enjins nie. Ons het die neurologiese tema van hoë brandstofpryse en die ingewikkelde uitdagings waarvoor moderne motorontwerpers te staan kom, geleef in hul strewe om sowel dinamiese as brandstofdoeltreffende dryfvere te skep.
Die warrelwind van tegnologiese opwinding kon kompressors in hul twee variëteite nie omseil nie. Daarbenewens is turboaanjaers vandag een van die belangrikste spelers in die wedloop vir maksimum doeltreffendheid, wat nuwe brandstof byvoeg tot die vuur van 'n ou verhaal wat dateer uit 1885 ...
Rudolph Diesel en kompressormasjiene
Daar is iets van die sentimentele geur van 'n laat 1896de-eeuse roman oor die eerste binnebrandenjin motors. Hulle skeppers was egter nie net ambisieuse en onkundige “alchemiste” en mal eksperimenteerders nie, maar gewoonlik hoogs opgevoede mense wie se uitvindings op ’n ernstige wetenskaplike basis gebaseer is. Dit is hierdie soliede kennisbasis wat in die gedagtes van Gottlieb Daimler die idee wakker maak om sy petrol- en kerosineenjins met 'n eksterne kompressormasjien toe te rus. Ongelukkig was sy eerste pogings in hierdie rigting onsuksesvol, en uiteindelik het hy verdere ontwikkeling laat vaar. Blykbaar was die kans op daardie tydstip om die vars lug wat die silinders binnedring vooraf saam te druk uiters klein - dit is genoeg om te sê dat Daimler eers na die einde van die Eerste Wêreldoorlog weer met aktiewe navorsing op hierdie gebied besig was. Die pad van Rudolf Diesel is soortgelyk. Terselfdertyd wat hy probeer het om sy patente in 'n groot oliemaatskappy te bestuur en dit uiteindelik duur en te duur verkoop het aan die Sweedse Nobel-broers wat in die Russiese olievelde van die Kaukasus werk, het hy diagramme geteken en uitgepluis hoe om verder te gaan. verbeter doeltreffendheid, dit is in beginsel 'n redelik doeltreffende hitte-enjin. 'n Feit wat vandag min bekend is, is dat Diesel 'n voorkompressie-eenheid op sy tweede laboratoriummonster geïnstalleer het, wat by die MAN-ontwikkelingsbasis in Augsburg gewerk het, en in Desember XNUMX het 'n hele reeks dieselenjins wat met kompressors toegerus is, verskyn.
Veel later sal die turbo-aanjaer se rol as die hoofassistent van die dieselenjin gespeel word, waardeur die uitvinding van Rudolf Diesel tot sy huidige rang sal styg. Die eerste eksperimentele Rudolf Diesel-enjins met 'n meganiese kompressor merk op die verwagte aansienlike toename in krag, maar uit 'n doeltreffendheidsoogpunt blyk dit nie so rooskleurig te wees nie. Diesel, waarvoor die enjin-ekonomie van die allergrootste belang is, evalueer die resultate van sy eie eksperimente as negatief. Vir 'n briljante ingenieur word hulle 'n absolute en onoplosbare raaisel, in stryd met sy bekende termodinamiese wette. Nadat hy sy eksperimente op hierdie gebied voltooi het, skryf hy die volgende in sy notaboek: ''n Eksperiment wat op 28 Januarie 1897 gedoen is, en 'n vergelyking met vorige eksperimente op 12 Januarie, het die vraag na die effek van voorkompressie geopper. Dit is natuurlik uiters skadelik, dus moet ons voortaan hierdie idee laat vaar en fokus op die konvensionele viersilinderenjin met direkte inname van vars lug uit die atmosfeer in sy huidige vorm. ' Goddank, die geniale Diesel vergis hier diep! Later het geblyk dat dit nie die verkeerde idee was om gedwonge in te vul nie, maar die manier om dit te implementeer ...
Kompressordieselenjins op skepe
Na 'n reeks onsuksesvolle eksperimente deur Rudolf Diesel en die foutiewe gevolgtrekkings wat daarop gevolg het, het die ontwerpers vir 'n lang tyd die gebruik van so 'n toestel vir die gedwonge toevoer van bykomende vars lug laat vaar, uitsluitlik op natuurlike atmosferiese druk staatgemaak. Die enigste ortodokse en bewese manier om destyds meer krag te verkry, was om die verplasing en spoedvlak te verhoog, aangesien laasgenoemde tegnologies haalbaar is. Die mis van dwalings het vir twee dekades gehang, totdat die tegnologie die vereiste vlak bereik het, en die MAN-enjinmaatskappy van die Duitse stad Augsburg weer hierdie idee op die agenda geplaas het. As gevolg van die intensiewe werk van die maatskappy in die vroeë 20's van die vorige eeu, het die eerste massavervaardigde dieseleenhede met gedwonge brandstof met 'n meganiese kompressor verskyn. In 1924 was daar reeds skepe met kompressordieselenjins, waaronder 'n interessante tegnologiese oplossing kan gevind word waarin die kompressors nie direk vanaf die krukas aangedryf word nie, maar van spesiaal aangepaste elektriese motors (jy het die analogie met vandag se V8-diesel op Audi opgemerk) , as gevolg daarvan wat hul krag van die standaard 900 tot 1200 pk verhoog. Natuurlik praat ons in al hierdie gevalle van meganies-aangedrewe eenhede - alhoewel die idee van die gaskompressor aan die begin van die eeu gepatenteer is, sal dit teen die tyd dat dit in reeksmodelle geïmplementeer word, 'n lang tyd. . Die uiters stadige ontwikkeling van kompressortegnologie is te wyte aan twee hoofredes - swak bewustheid van die gedrag van petrol met hul inherente neiging om te klop en onsekerheid oor die doeltreffendheid van verskeie soorte kompressoreenhede.
Die vul van petrolenjins het in 1901 begin, toe sir Dugald Clerk (wat terloops een van die pioniers op die gebied van tweeslag-enjins was) besluit het om 'n pomp te gebruik om ekstra vars lug in die verbrandingskamers in te dwing. enjin met 'n groot verplasing. Die klerk neem die probleme van hitte-enjins ernstig en wetenskaplik op, en probeer met hierdie toestel die termodinamiese doeltreffendheid van die enjin doelbewus verbeter. Uiteindelik het hy, net soos Diesel voor hom, net daarin geslaag om sy krag te vergroot.
Die Roots-kompressors wat vandag die meeste gebruik word, is gebaseer op 'n pomptoestel wat in die 1907's deur Frank en Philander Roots van Indiana gepatenteer is. Die werksbeginsel van die Roots-eenheid is ontleen aan die ratpomp wat in die 100ste eeu deur Johannes Kepler uitgevind is, en die eerste eksperimente van Gottlieb Daimler en sy hoofingenieur Wilhelm Maybach was gebaseer op Roots-kompressors. Die indrukwekkendste resultaat van meganiese positiewe vulling kom egter van die Amerikaner Lee Chadwick, wat in 80 'n kompressor op die groot sessilinder-enjin van sy motor geïnstalleer het, waarvan die werksnelheid nege keer die spoed van die krukas is. So het Chadwick 'n monsteragtige toename in krag behaal, en sy motor het die eerste in die wêreld geword wat die amptelik geregistreerde spoed van XNUMX myl per uur bereik het. Natuurlik het baie ontwerpers in die vroeë dae van hierdie tegnologie eksperimenteer met verskillende soorte kompressortoestelle soos sentrifugaal en vleis. Patentaansoeke sluit in die voorganger van die roterende suierkompressor, wat in die XNUMX-jare van die vorige eeu deur verskeie ondernemings gebruik is, asook die kompressor deur Arnold Theodor Zoller.
Gevolglik regverdig gedwonge vulling die verwagte toename in litervermoë en blyk dit 'n ideale hulpmiddel te wees om die dinamiese parameters van reeds ontwerpte eenhede te verbeter.
Maar motors was nie die enigste ondersteuners daarvan nie - so vroeg as 1913 het lokomotiefenjins met 'n kompressor reeds bestaan, en tydens die Eerste Wêreldoorlog het gedwonge laai 'n ideale manier geword om te kompenseer vir verskeurde lug in hoë hoogte vliegtuie.
(om te volg)
Teks: Georgy Kolev
