Test drive Magic Fires: l-istorja tat-teknoloġija tal-kompressur

F'din is-serje ser nitkellmu dwar riforniment furzat u l-iżvilupp ta 'magni b'kombustjoni interna.

Huwa profeta fl-Iskrittura tal-irfinar tal-karozzi. Huwa s-salvatur tal-magna diesel. Għal ħafna snin, id-disinjaturi tal-magni tal-gażolina ttraskuraw dan il-fenomenu, iżda llum qed isir kullimkien. Huwa turbocharger... Aħjar minn qatt qabel.

Ħuh, kompressur immexxi mekkanikament, lanqas m'għandu pjan li jitlaq mill-istadju. Barra minn hekk, huwa lest għal alleanza li twassal għal simbjożi perfetta. Għalhekk, fit-taqlib tar-rivalità teknoloġika moderna, ir-rappreżentanti ta 'żewġ kurrenti opposti preistoriċi ngħaqdu, u wrew il-massima li l-verità tibqa' l-istess irrispettivament mid-differenza fil-fehmiet.

Konsum 4500 l / 100 km u ħafna ossiġnu

L-aritmetika hija relattivament sempliċi u bbażata biss fuq il-liġijiet tal-fiżika... Jekk wieħed jassumi li karozza li tiżen madwar 1000 kg u b'drag aerodinamika bla tama tivvjaġġa 305 metru minn waqfien f'inqas minn 4,0 sekondi, u tilħaq veloċità ta' 500 km/h fl-aħħar. tas-sezzjoni, il-qawwa tal-magna ta 'din il-karozza għandha teċċedi 9000 hp. L-istess kalkoli juru li fi ħdan sezzjoni, il-krankshaft tal-għażil ta 'magna li ddur b'8400 rpm se jkun jista' jdur biss madwar 560 darba, iżda dan ma jwaqqafx il-magna ta' 8,2 litri milli tassorbi madwar 15-il litru ta 'fjuwil. Bħala riżultat ta 'kalkolu wieħed aktar sempliċi, jidher ċar li, skont il-kejl standard tal-konsum tal-fjuwil, il-konsum medju ta' din il-karozza huwa aktar minn 4500 l / 100 km. F'kelma waħda - erbat elef u ħames mitt litru. Fil-fatt, dawn il-magni m'għandhomx sistemi ta 'tkessiħ - huma mkessħa bil-fjuwil ...

M'hemm xejn finzjoni f'dawn iċ-ċifri ... Dawn huma valuri kbar, iżda pjuttost reali mid-dinja tat-tlielaq tad-drag moderni. Bilkemm huwa korrett li nirreferu għal karozzi li jipparteċipaw fit-tiġrijiet għall-aċċelerazzjoni massima bħala karozzi tat-tlielaq, peress li l-kreazzjonijiet surreali b'erba' roti, miksija bid-duħħan blu, huma inkomparabbli anke mal-krema tat-teknoloġija moderna tal-karozzi użata fil-Formula 1. Għalhekk, aħna se uża l-isem popolari "dragsters". – Bla dubju interessanti fil-mod tagħhom, karozzi uniċi li jagħtu sensazzjonijiet uniċi kemm lill-partitarji barra l-korsa ta’ 305 metru kif ukoll lill-piloti li moħħhom, b’aċċelerazzjoni mgħaġġla ta’ 5 g, probabbilment jieħu l-forma ta’ immaġni bidimensjonali kkulurita fuq il- dahar tal-kranju

Dawn id-dragsters huma forsi l-iktar varjetà famuża u l-iktar impressjonanti ta 'motorsport popolari fl-Istati Uniti, li jappartjenu għall-klassi Top Fuel kontroversjali. L-isem huwa bbażat fuq il-prestazzjoni estrema tal-kimika tan-nitromethane li l-magni infernali jużaw bħala karburant għall-magni tagħhom. Taħt l-influwenza ta 'din it-taħlita splussiva, il-magni joperaw f'modalità ta' tagħbija żejda u fi ftit tiġrijiet biss jinbidlu f'munzell ta 'metall bla bżonn, u minħabba l-propensità tal-fjuwil għal detonazzjoni kontinwa, il-ħoss tal-operat tagħhom jixbah ir-roar isteriku ta' kruha li tgħodd l-aħħar mumenti ta 'ħajtek. Il-proċessi fil-magni jistgħu jitqabblu biss ma 'kaos assolut inkontrollabbli, li jmiss mal-insegwiment ta' awtodistruzzjoni fiżika. Normalment wieħed miċ-ċilindri jonqos sa tmiem l-ewwel taqsima. Il-qawwa tal-magni użati f'dan l-isport miġnun tilħaq valuri li l-ebda dinamometru fid-dinja ma jista 'jkejjel, u l-abbuż tal-magni verament jaqbeż il-limiti kollha tal-estremiżmu tal-inġinerija ...

Imma ejja nerġgħu lura għall-qalba tal-istorja tagħna u nagħtu ħarsa aktar mill-qrib lejn il-proprjetajiet tal-fjuwil nitromethane (imħallat ma 'ftit fil-mija li jibbilanċja l-metanol), li huwa mingħajr dubju l-iktar sustanza qawwija użata fi kwalunkwe forma ta' tlielaq tal-karozzi. attività. Kull atomu tal-karbonju fil-molekula tiegħu (CH3NO2) għandu żewġ atomi ta 'ossiġnu, li jfisser li l-karburant iġorr miegħu ħafna mill-ossidant meħtieġ għall-kombustjoni. Għall-istess raġuni, il-kontenut ta 'enerġija għal kull litru ta' nitromethane huwa inqas minn kull litru ta 'gażolina, iżda bl-istess ammont ta' arja friska li l-magna tista 'terda' fil-kmamar tal-kombustjoni, in-nitromethane jipprovdi b'mod sinifikanti aktar enerġija totali waqt il-kombustjoni. ... Dan huwa possibbli għax fih innifsu ossiġnu u għalhekk jista 'jossida ħafna mill-komponenti tal-karburant ta' l-idrokarbon (ġeneralment ma jaqbadx fin-nuqqas ta 'ossiġenu). Fi kliem ieħor, in-nitromethane għandu 3,7 darbiet inqas enerġija mill-gażolina, iżda bl-istess ammont ta 'arja, 8,6 darbiet aktar nitromethane jista' jiġi ossidat mill-gażolina.

Kull min huwa familjari mal-proċessi ta 'kombustjoni f'magna tal-karozzi jaf li l-problema reali li "tagħfas" aktar qawwa minn magna tal-kombustjoni interna mhix li żżid il-fluss tal-fjuwil fil-kmamar - pompi idrawliċi qawwija huma biżżejjed għal dan. jilħaq pressjoni estremament għolja. L-isfida reali hija li tipprovdi biżżejjed arja (jew ossiġnu) biex jossidaw l-idrokarburi u tiżgura l-aktar kombustjoni effiċjenti possibbli. Huwa għalhekk li l-fjuwil tad-dragster juża nitrogetan, li mingħajru jkun kompletament inkonċepibbli li jinkisbu riżultati ta 'din l-ordni b'magna bi spostament ta' 8,2 litri. Fl-istess ħin, il-karozzi jaħdmu b'taħlitiet pjuttost sinjuri (taħt ċerti kundizzjonijiet, in-nitrometan jista 'jibda jossidizza), li minħabba fih ftit mill-fjuwil jiġi ossidizzat fil-pajpijiet tal-egżost u jifforma dwal maġiċi impressjonanti fuqhom.

Torque 6750 Newton meters

It-torque medju ta 'dawn il-magni jilħaq 6750 Nm. Probabbilment diġà ndunajt li hemm xi ħaġa stramba f'din l-aritmetika kollha ... Il-fatt hu li biex tilħaq il-valuri ta' limitu indikati, kull sekonda magna li taħdem b'8400 rpm trid terda mhux aktar, mhux inqas minn 1,7 metri kubi ta ' arja friska. Hemm mod wieħed biss biex tagħmel dan - mili sfurzat. Ir-rwol ewlieni f'dan il-każ għandu unità mekkanika klassika enormi tat-tip Roots, li grazzi għaliha l-pressjoni fil-manifolds tal-magna dragster (ispirata mill-preistoriċi Chrysler Hemi Elephant) tilħaq 5 bar xokkanti.

Biex tifhem aħjar liema tagħbijiet huma involuti f'dan il-każ, ejja nieħdu bħala eżempju waħda mill-leġġendi tal-età tad-deheb ta 'kompressuri mekkaniċi - V3,0 tat-tlielaq ta' 12 litri. Mercedes-Benz W154. Il-qawwa ta 'din il-magna kienet 468 hp. ma., iżda wieħed għandu jżomm f'moħħu li l-sewqan kompressur ħa whopping 150 hp. ma., ma jilħaqx il-5 bar speċifikati. Jekk issa nżidu 150 elf s mal-kont, aħna naslu għall-konklużjoni li l-W154 verament kellu 618 hp inkredibbli għal żmienu. Tista' tiġġudika għalik innifsek kemm jiksbu qawwa reali l-magni fil-klassi Top Fuel u kemm minnha tiġi assorbita mill-kompressur mekkaniku. Naturalment, l-użu ta 'turbocharger f'dan il-każ ikun ħafna aktar effiċjenti, iżda d-disinn tiegħu ma setax ilaħħaq mat-tagħbija estrema tas-sħana mill-gassijiet tal-egżost.

Bidu tal-kontrazzjoni

Għal ħafna mill-istorja tal-karozza, il-preżenza ta 'unità ta' tqabbid sfurzat f'magni ta 'kombustjoni interna kienet riflessjoni ta' l-aħħar teknoloġija għall-istadju korrispondenti ta 'żvilupp. Dan kien il-każ fl-2005 meta l-premju prestiġjuż għall-innovazzjoni teknoloġika fl-industrija tal-karozzi u l-isports, imsemmi wara l-fundatur tal-magażin, Paul Peach, ġie ppreżentat lill-kap tal-iżvilupp tal-magna VW Rudolf Krebs u lit-tim tal-iżvilupp tiegħu. applikazzjoni tat-teknoloġija Twincharger f'magna tal-petrol ta '1,4 litri. Bis-saħħa tal-mili sfurzat ikkombinat taċ-ċilindri bl-użu ta 'sistema sinkronika ta' mekkaniċi u turbocharger, l-unità tgħaqqad b'ħila d-distribuzzjoni uniformi tat-torque u l-qawwa għolja tipika ta 'magni aspirati b'mod naturali bi spostament kbir mal-ekonomija u l-ekonomija ta' magni żgħar. Ħdax-il sena wara, il-magna TSI ta ’11-litru ta’ VW (bi spostament kemmxejn miżjud biex tikkumpensa għall-kontrazzjoni effiċjenti tagħha minħabba ċ-ċiklu Miller użat) issa għandha teknoloġija tat-turbocharger VNT ħafna aktar avvanzata u għal darb’oħra hija nnominata għal Paul Peach Award.

Fil-fatt, l-ewwel karozza tal-produzzjoni b’magna petrol u b’ġeometrija varjabbli turbocharged, il-Porsche 911 Turbo ġiet rilaxxata fl-2005. Iż-żewġ kompressuri, żviluppati b'mod konġunt mill-inġiniera tal-Porsche R&D u l-kollegi tagħhom f'Borg Warner Turbo Systems, VW jużaw l-idea magħrufa u stabbilita għal żmien twil ta 'ġeometrija varjabbli f'unitajiet turbodiesel, li ma ġietx implimentata fil-magni petrol minħabba problema b'temperatura medja ogħla (madwar 200 grad meta mqabbla mad-diżil) tal-gass ta 'l-egżost. Għal dan, materjali komposti reżistenti għas-sħana mill-industrija aerospazjali ntużaw għal paletti gwida tal-gass u algoritmu ta 'kontroll ultra-mgħaġġel fis-sistema ta' kontroll. Kisba ta 'inġiniera VW.

L-età tad-deheb tat-turbocharger

Mit-twaqqif tas-745i ​​fl-1986, il-BMW ilha tiddefendi l-filosofija tad-disinn tagħha stess għall-magni tal-gażolina, skond liema l-uniku mod "ortodoss" biex tinkiseb aktar potenza kien li tħaddem il-magna b'veloċitajiet għolja. L-ebda ereżija u flirt ma 'kompressuri mekkaniċi a la Mercedes (C 200 Kompressor) jew Toyota (Corolla Compressor), l-ebda preġudizzju lejn turbochargers VW jew Opel. Il-bennejja tal-magni ta ’Munich taw preferenza għal mili ta’ frekwenza għolja u pressjoni atmosferika normali, l-użu ta ’soluzzjonijiet ta’ teknoloġija għolja u, f’każijiet estremi, spostament akbar. L-esperimenti tal-kumpressuri bbażati fuq magni Bavarjani ġew kważi kompletament trasferiti lill- "fakirs" mill-kumpanija ta 'l-irfinar Alpina, li hija qrib it-tħassib ta' Munich.

Illum, il-BMW m'għadhiex tipproduċi magni tal-petrol aspirati b'mod naturali, u l-linja tal-magni diesel diġà tinkludi magna turbocharged b'erba' ċilindri. Volvo juża taħlita ta 'riforniment ma' mekkaniku u turbocharger, Audi ħolqot magna diesel b'kombinazzjoni ta 'kompressur elettriku u żewġ turbochargers kaskata, Mercedes għandha magna tal-gażolina b'elettriku u turbocharger.

Madankollu, qabel ma nitkellmu dwarhom, se mmorru lura fiż-żmien biex insibu l-għeruq ta 'din it-tranżizzjoni teknoloġika. Se nitgħallmu kif il-manifatturi Amerikani ppruvaw jużaw it-teknoloġija turbo biex jikkumpensaw għat-tnaqqis fid-daqs tal-magni li rriżulta miż-żewġ kriżijiet taż-żejt fis-snin tmenin u kif fallew f’dawn it-tentattivi. Se nitkellmu dwar it-tentattivi bla suċċess ta 'Rudolf Diesel biex toħloq magna tal-kompressur. Se niftakru l-era glorjuża tal-magni tal-kompressur fis-snin 20 u 30, kif ukoll is-snin twal ta 'obvion. Naturalment, mhux se nitilfu d-dehra tal-ewwel mudelli ta 'produzzjoni ta' turbochargers wara l-ewwel kriżi kbira taż-żejt tas-snin 70. Jew għas-sistema kompost Scania Turbo. Fil-qosor - aħna ngħidulek dwar l-istorja u l-evoluzzjoni tat-teknoloġija tal-kompressur ...

(issegwi)

Test: Georgy Kolev