Magic Fires test drayveri: kompressor texnologiyasi tarixi

Ushbu ketma-ketlikda biz majburiy yonilg'i quyish va ichki yonish dvigatellarini rivojlantirish haqida gaplashamiz.

U avtomobillarni sozlash kitoblarida payg'ambardir. U dizel dvigatelining qutqaruvchisi. Ko'p yillar davomida benzinli dvigatel dizaynerlari bu hodisani e'tiborsiz qoldirdilar, ammo bugungi kunda u hamma joyda tarqalmoqda. Bu turbo zaryadlovchi... Har doimgidan ham yaxshiroq.

Uning akasi, mexanik boshqariladigan kompressor ham sahnani tark etishni rejalashtirmagan. Bundan tashqari, u mukammal simbiozga olib keladigan ittifoqqa tayyor. Shunday qilib, zamonaviy texnologik raqobat girdobida, tarixgacha bo'lgan bir-biriga zid bo'lgan ikki oqim vakillari birlashib, qarashlar farqidan qat'iy nazar haqiqat bir xil bo'lib qolishini maksimal darajada isbotladilar.

Iste'mol 4500 l / 100 km va juda ko'p kislorod

Arifmetika nisbatan sodda va faqat fizika qonunlariga asoslanadi... Taxminan 1000 kg og‘irlikdagi va umidsiz aerodinamik qarshilikka ega avtomobil to‘xtab turgan joyidan 305 metr yo‘lni 4,0 soniyadan kamroq vaqt ichida bosib o‘tadi va oxirida 500 km/soat tezlikka erishadi, deb hisoblasak. bo'limda ushbu avtomobilning dvigatel kuchi 9000 ot kuchidan oshishi kerak. Xuddi shu hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, bir qism ichida 8400 aylanish tezligida aylanadigan dvigatelning aylanuvchi krank mili bor-yo'g'i 560 marta aylana oladi, ammo bu 8,2 litrli dvigatelning taxminan 15 litr yoqilg'ini singdirishini to'xtata olmaydi. Yana bitta oddiy hisob-kitob natijasida, yoqilg'i sarfining standart o'lchoviga ko'ra, ushbu avtomobilning o'rtacha iste'moli 4500 l / 100 km dan ortiq ekanligi ayon bo'ladi. Bir so'z bilan aytganda - to'rt ming besh yuz litr. Aslida, bu dvigatellarda sovutish tizimlari yo'q - ular yoqilg'i bilan sovutiladi ...

Bu raqamlarda fantastika yo'q ... Bular katta, ammo zamonaviy drag-racing olamidan juda haqiqiy qadriyatlar. Maksimal tezlashish uchun poygada qatnashayotgan avtomobillarni poyga avtomobillari deb atash to'g'ri emas, chunki ko'k tutunga burkangan syurreal to'rt g'ildirakli ijodlarni hatto Formula 1da qo'llaniladigan zamonaviy avtomobil texnologiyasi kremi bilan ham solishtirib bo'lmaydi. mashhur "dragsters" nomidan foydalaning. – 305 metrlik trekdan tashqaridagi muxlislarga ham, miyasi 5 g tez tezlashganda, ehtimol, rangli ikki o‘lchovli tasvir shaklini oladigan uchuvchilarga ham o‘ziga xos tuyg‘ularni yetkazadigan noyob avtomobillar, shubhasiz, o‘ziga xos qiziqarli. bosh suyagining orqa tomoni

Ushbu dragsters, shubhasiz, AQShning eng mashhur va eng ta'sirli mashhur avtosporti bo'lib, bahsli Top Fuel sinfiga kiradi. Ushbu nom jahannam mashinalari o'z dvigatellari uchun yoqilg'i sifatida ishlatadigan nitrometan kimyoviy moddasining o'ta ishlashiga asoslangan. Ushbu portlovchi aralashmaning ta'siri ostida dvigatellar haddan tashqari yuk rejimida ishlaydi va atigi bir nechta poygalarda keraksiz metall uyumiga aylanadi va yoqilg'ining doimiy portlashga moyilligi sababli, ularning ishlashi ovozi sizning hayotingizning so'nggi daqiqalarini sanaydigan hayvonning isterik guvillashiga o'xshaydi. Dvigatellardagi jarayonlarni faqat o'z-o'zini yo'q qilishga intilish bilan chegaradosh mutlaqo boshqarib bo'lmaydigan betartiblik bilan taqqoslash mumkin. Odatda birinchi bo'lim oxiriga qadar silindrlardan biri ishlamay qoladi. Ushbu aqldan ozgan sportda ishlatiladigan dvigatellarning kuchi dunyodagi biron bir dinamometr o'lchay olmaydigan qiymatlarga etadi va mashinalarni suiiste'mol qilish muhandislik ekstremizmining barcha chegaralaridan oshib ketadi ...

Keling, hikoyamizning mohiyatiga qaytaylik va nitrometan yoqilg'isining xususiyatlarini (bir necha foiz muvozanatlashtiruvchi metanol bilan aralashtirilgan) batafsil ko'rib chiqaylik, bu shubhasiz avtomobil poygalarining har qanday shaklida ishlatiladigan eng kuchli moddadir. faoliyat. Uning molekulasidagi har bir uglerod atomi (CH3NO2) ikkita kislorod atomiga ega, ya'ni yonilg'i yonish uchun zarur bo'lgan oksidlovchining katta qismini olib yuradi. Xuddi shu sababga ko'ra, nitrometan litri uchun energiya miqdori litr benzinga nisbatan pastroq, ammo dvigatel yonish kameralariga singib ketishi mumkin bo'lgan bir xil miqdordagi toza havo bilan nitrometan yonish paytida umumiy energiyani sezilarli darajada oshiradi. ... Buning imkoni bor, chunki uning o'zi kislorodni o'z ichiga oladi va shuning uchun uglevodorod yoqilg'ining aksariyat qismlarini oksidlashi mumkin (odatda kislorod yo'q bo'lganda yonmaydi). Boshqacha qilib aytganda, nitrometan benzinga nisbatan 3,7 baravar kam energiyaga ega, ammo bir xil miqdordagi havo bilan benzinga qaraganda 8,6 baravar ko'p nitrometan oksidlanishi mumkin.

Avtomobil dvigatelidagi yonish jarayonlari bilan tanish bo'lgan har bir kishi ichki yonuv dvigatelidan ko'proq quvvatni "siqib chiqarish" bilan bog'liq haqiqiy muammo kameralarga yoqilg'i oqimini ko'paytirish emasligini biladi - buning uchun kuchli gidravlik nasoslar etarli. juda yuqori bosimga etadi. Haqiqiy qiyinchilik uglevodorodlarni oksidlash va iloji boricha samarali yonishni ta'minlash uchun etarli havo (yoki kislorod) bilan ta'minlashdir. Shuning uchun dragster yoqilg'isi nitrogetandan foydalanadi, ularsiz 8,2 litr hajmli dvigatel bilan ushbu buyurtma natijalariga erishish mutlaqo mumkin emas. Shu bilan birga, mashinalar juda boy aralashmalar bilan ishlaydi (ma'lum sharoitlarda nitrometan oksidlanishni boshlashi mumkin), buning natijasida yoqilg'ining bir qismi egzoz quvurlarida oksidlanadi va ularning ustida ta'sirchan sehrli chiroqlar hosil qiladi.

Tork 6750 Nyuton metr

Ushbu dvigatellarning o'rtacha momenti 6750 Nm ga etadi. Ehtimol, siz bu arifmetikada g'alati narsa borligini allaqachon payqagandirsiz ... Gap shundaki, ko'rsatilgan chegara qiymatlariga erishish uchun har soniyada 8400 aylanish tezligida ishlaydigan dvigatel 1,7 kub metrdan ko'p bo'lmagan suvni so'rishi kerak. toza havo. Buning yagona yo'li bor - majburiy to'ldirish. Bu holatda asosiy rolni ulkan klassik Roots tipidagi mexanik blok o'ynaydi, buning natijasida dragster dvigatelining manifoldlaridagi bosim (tarixdan oldingi Chrysler Hemi Elephantdan ilhomlangan) hayratlanarli 5 barga etadi.

Bu holatda qanday yuklar borligini yaxshiroq tushunish uchun mexanik kompressorlarning oltin davri afsonalaridan birini - 3,0 litrli poyga V12 ni misol qilib olaylik. Mercedes-Benz W154. Ushbu mashinaning kuchi 468 ot kuchi edi. bilan., lekin shuni yodda tutish kerakki, kompressor haydovchisi 150 ot kuchiga ega edi. bilan., belgilangan 5 barga etib bormaydi. Agar biz endi hisobga 150 ming s qo'shsak, W154 haqiqatan ham o'z vaqtida aql bovar qilmaydigan 618 ot kuchiga ega degan xulosaga kelamiz. Top Fuel toifasidagi dvigatellar qanchalik real quvvatga erishayotgani va uning qancha qismi mexanik kompressor haydovchisi tomonidan so‘rilishini o‘zingiz baholaysiz. Albatta, bu holda turbo zaryadlovchidan foydalanish ancha samaraliroq bo'lar edi, ammo uning dizayni chiqindi gazlardan haddan tashqari issiqlik yukiga bardosh bera olmadi.

Kasılmanın boshlanishi

Avtomobil tarixining aksariyat davrida ichki yonuv dvigatellarida majburiy yonish moslamasining mavjudligi rivojlanishning tegishli bosqichi uchun eng yangi texnologiyalarning aksi bo'lib kelgan. Bu 2005 yilda avtomobilsozlik va sport sohasidagi texnologik innovatsiyalar uchun nufuzli mukofot, jurnal asoschisi Pol Peach nomi bilan atalganida, VW dvigatellarini ishlab chiqarish rahbari Rudolf Krebs va uning rivojlanish guruhiga topshirildi. 1,4 litrli benzinli dvigatelda Twincharger texnologiyasini qo'llash. Sinxron mexanika tizimi va turbochargich yordamida silindrlarni birlashtirilgan majburiy to'ldirish tufayli birlik momentning bir xil taqsimlanishini va tabiiy ravishda harakatlanadigan dvigatellarga xos bo'lgan yuqori quvvatni kichik dvigatellarning tejamkorligi va tejamkorligi bilan mohirona birlashtiradi. 11 yil o'tgach, VW ning XNUMX litrli TSI dvigateli (ishlatilgan Miller tsikli tufayli uning samarali qisqarishini qoplash uchun siljishi biroz ko'tarilgan) endi ancha rivojlangan VNT turbocharger texnologiyasiga ega va yana Pol Shaftoli mukofotiga nomzod bo'ldi.

Aslida, benzinli dvigatelli va turbo zaryadli o'zgaruvchan geometriyali birinchi ishlab chiqarilgan avtomobil, Porsche 911 Turbo 2005 yilda chiqarilgan. Porsche Ar-ge muhandislari va Borg Warner Turbo Systems kompaniyasidagi hamkasblari tomonidan birgalikda ishlab chiqarilgan ikkala kompressor ham turbodizel agregatlarida o'zgarmaydigan geometriya g'oyasini ishlatgan, bu muammo tufayli benzinli dvigatellarda qo'llanilmagan. yuqori (dizel bilan solishtirganda taxminan 200 daraja) o'rtacha chiqindi gaz harorati bilan. Buning uchun aerokosmik sanoatining issiqlikka bardoshli kompozit materiallari gazni boshqarish panellari va boshqaruv tizimida o'ta tezkor boshqaruv algoritmi uchun ishlatilgan. VW muhandislarining yutuqlari.

Turbochargatorning oltin davri

745 yilda 1986i to'xtatilgandan beri, BMW uzoq vaqtdan beri benzinli dvigatellar uchun o'z dizayn falsafasini himoya qilib kelgan, unga ko'ra ko'proq kuchga erishishning yagona "pravoslav" usuli - dvigatelni yuqori aylanish tezligida ishlatish edi. Hech qanday bid'at va mexanik kompressorlar bilan Mercedes (C 200 Kompressor) yoki Toyota (Corolla Compressor) bilan noz -karashma, VW yoki Opel turbochargerlariga hech qanday moyillik yo'q. Myunxenlik dvigatellar yuqori chastotali to'ldirish va normal atmosfera bosimini, yuqori texnologiyali echimlardan foydalanishni va o'ta og'ir holatlarda katta joy almashtirishni afzal ko'rdilar. Bavariya dvigatellariga asoslangan kompressor tajribalari Myunxen konserniga yaqin joylashgan Alpina tyuning kompaniyasi tomonidan deyarli "fakirlarga" o'tkazildi.

Bugungi kunda BMW endi atmosfera benzinli dvigatellarni ishlab chiqarmaydi va dizel dvigatellar qatorida allaqachon to'rt silindrli turbo dvigatel mavjud. Volvo mexanik va turbokompressor bilan yonilg'i quyish kombinatsiyasidan foydalanadi, Audi elektr kompressor va ikkita kaskadli turbokompressor kombinatsiyasiga ega dizel dvigatelini yaratdi, Mercedes elektr va turbokompressorli benzinli dvigatelga ega.

Biroq, ular haqida gapirishdan oldin, biz ushbu texnologik o'tishning ildizlarini topish uchun o'tmishga qaytib boramiz. Biz amerikalik ishlab chiqaruvchilar saksoninchi yillardagi ikkita neft inqirozi natijasida dvigatel hajmining qisqarishini qoplash uchun turbo texnologiyasidan qanday foydalanishga harakat qilganliklarini va bu urinishlarda qanday muvaffaqiyatsizlikka uchraganini bilib olamiz. Biz Rudolf Dizelning kompressor dvigatelini yaratishdagi muvaffaqiyatsiz urinishlari haqida gapiramiz. Biz 20-30-yillardagi kompressorli dvigatellarning shonli davrini, shuningdek, uzoq yillar unutilganini eslaymiz. Albatta, biz 70-yillardagi birinchi yirik neft inqirozidan keyin turbokompressorlarning birinchi ishlab chiqarish modellarining paydo bo'lishini o'tkazib yubormaymiz. Yoki Scania Turbo birikma tizimi uchun. Qisqasi - biz sizga kompressor texnologiyasining tarixi va evolyutsiyasi haqida gapirib beramiz ...

(ergashmoq)

Matn: Georgi Kolev