Test drive Magic Fires: sajarah teknologi kompresor

Ing seri iki kita bakal ngomong babagan pengisian bahan bakar paksa lan pangembangan mesin pembakaran internal.

Dheweke minangka nabi ing kitab suci mobil tuning. Dheweke dadi penyelamat mesin diesel. Kanggo akèh taun, desainer mesin bensin nglirwakake kedadean iki, nanging dina iki dadi nang endi wae. Iku turbocharger ... Luwih apik saka tau.

Adhine, kompresor sing didhukung listrik, ora duwe rencana kanggo ninggalake panggung kasebut. Kajaba iku, dheweke siyap kanggo aliansi sing bakal nyebabake simbiosis sing sampurna. Mula, nalika rame-rame persaingan teknologi modern, perwakilan saka rong arus penentang prasejarah gabung, mbuktekake maksim manawa kasunyatane tetep padha tanpa preduli bedane panemu.

Konsumsi 4500 l / 100 km lan akeh oksigen

Aritmetika relatif prasaja lan mung adhedhasar hukum fisika… Kanthi nganggep yen mobil sing bobote udakara 1000 kg lan kanthi seret aerodinamis sing ora ana harapan bisa mlaku 305 meter saka mandheg kurang saka 4,0 detik, nganti kacepetan 500 km/jam ing pungkasan. saka bagean, daya engine saka mobil iki kudu ngluwihi 9000 hp. Petungan sing padha nuduhake yen ing bagean, crankshaft spinning saka mesin sing muter ing 8400 rpm mung bisa nguripake 560 kaping, nanging ora bakal mungkasi engine 8,2 liter saka nresep babagan 15 liter bahan bakar. Minangka asil saka pitungan liyane prasaja, dadi cetha sing, miturut ukuran standar konsumsi bahan bakar, konsumsi rata-rata mobil iki luwih saka 4500 l / 100 km. Ing tembung - patang ewu limang atus liter. Nyatane, mesin kasebut ora duwe sistem pendinginan - digawe adhem kanthi bahan bakar ...

Ora ana fiksi ing tokoh kasebut ... Iki minangka nilai gedhe, nanging cukup nyata saka jagad balap seret modern. Iku meh ora bener kanggo nyebut mobil sing melu balapan kanggo akselerasi maksimal minangka mobil balap, amarga kreasi roda papat surreal, sing diselimuti kumelun biru, ora bisa ditandingi sanajan karo krim teknologi otomotif modern sing digunakake ing Formula 1. Mulane, kita bakal nggunakake jeneng populer "dragsters". - Temtu menarik kanthi cara dhewe, mobil unik sing menehi sensasi unik kanggo para penggemar ing njaba trek 305 meter lan kanggo pilot sing otak, kanthi akselerasi cepet 5 g, bisa uga ana ing gambar rong dimensi warna. mburi tengkorak

Dragsters iki bisa uga kalebu macem-macem jinis motor olahraga paling populer lan paling apik ing Amerika Serikat, kalebu kelas bahan bakar Top sing diarani kontroversial. Jeneng kasebut adhedhasar kinerja ekstrim kimia nitromethane sing digunakake mesin hellish minangka bahan bakar mesin. Ing pangaribawa campuran bledosan iki, mesin bisa digunakake kanthi mode kakehan lan mung sawetara balapan dadi tumpukan logam sing ora prelu, lan amarga kecenderungan bahan bakar kanggo detonasi terus-terusan, swarane operasine mirip karo rame histeris kewan sing ngetung wayahe pungkasan ing urip sampeyan. Proses ing mesin mung bisa dibandhingake karo kekacauan sing ora bisa dikendhaleni kanthi wates karo upaya ngrusak awake dhewe. Biasane salah sawijining silinder gagal ing pungkasan bagean pertama. Kekuwatan mesin sing digunakake ing olahraga edan iki bisa nggayuh nilai sing ora bisa diukur dening dinamometer ing donya, lan penyalahgunaan mesin pancen ngluwihi kabeh watesan ekstremisme teknik ...

Nanging ayo dadi crita utama kita lan priksa maneh bahan bakar nitromethane (dicampur karo metanol saldo sawetara persen), sing tanpa mangu-mangu bahan paling kuat sing digunakake ing balap mobil apa wae. kegiyatan Saben atom karbon ing molekul (CH3NO2) duwe loro atom oksigen, sing tegese bahan bakar ngemot sebagian besar oksidan sing dibutuhake kanggo pembakaran. Amarga alasan sing padha, isi energi saben liter nitromethane luwih endhek tinimbang saben liter bensin, nanging kanthi udhara sing padha karo mesin sing bisa nyedhot kamar pembakaran, nitromethane bakal menehi energi luwih akeh sajrone pembakaran. ... Iki bisa ditindakake amarga dhewe ngemot oksigen lan mula bisa ngoksidasi sebagian besar komponen bahan bakar hidrokarbon (biasane ora gampang kobong yen ora ana oksigen). Kanthi tembung liyane, nitromethane duwe energi 3,7 kali luwih endhek tinimbang bensin, nanging kanthi udhara sing padha, 8,6 kali luwih akeh nitromethane bisa dioksidasi tinimbang bensin.

Sapa wae sing kenal karo pangolahan pangobongan ing mesin mobil ngerti yen masalah nyata karo "squeezing" daya luwih saka mesin pembakaran internal ora kanggo nambah aliran bahan bakar menyang kamar - pump hydraulic kuat cukup kanggo iki. tekan tekanan dhuwur banget. Tantangan nyata yaiku nyedhiyakake hawa (utawa oksigen) sing cukup kanggo ngoksidasi hidrokarbon lan njamin pembakaran sing paling efisien. Mulane bahan bakar dragster nggunakake nitrogetan, tanpa kang bakal rampung unthinkable kanggo entuk asil saka urutan iki engine karo pamindahan saka 8,2 liter. Ing wektu sing padha, mobil bisa digunakake kanthi campuran sing cukup sugih (ing kahanan tartamtu, nitromethane bisa mulai ngoksidasi), amarga sawetara bahan bakar dioksidasi ing pipa knalpot lan nggawe lampu ajaib ing ndhuwur.

Torsi 6750 Newton meter

Rata-rata torsi mesin iki tekan 6750 Nm. Sampeyan mbokmenawa wis ngelingi yen ana sing aneh ing kabeh aritmetika iki ... Kasunyatane yaiku supaya bisa nggayuh nilai watesan sing dituduhake, saben detik mesin sing mlaku ing 8400 rpm kudu nyedhot ora luwih, ora kurang saka 1,7 meter kubik. hawa seger. Mung ana siji cara kanggo nindakake iki - ngisi paksa. Peran utama ing kasus iki dimainake dening unit mekanik jinis Roots klasik sing ageng, amarga tekanan ing manifolds mesin dragster (inspirasi saka Chrysler Hemi Elephant prasejarah) tekan 5 bar.

Kanggo luwih ngerti apa akeh sing melu ing kasus iki, ayo kang njupuk minangka conto salah siji saka legenda Golden Age saka kompresor mechanical - 3,0 liter racing V12. Mercedes-Benz W154. Daya mesin iki 468 hp. s., nanging kudu elinga yen drive kompresor njupuk 150 hp. karo., ora tekan kasebut 5 bar. Yen kita saiki nambah 150 ewu s kanggo akun, kita bakal teka menyang kesimpulan sing W154 tenan wis luar biasa 618 hp kanggo wektu. Sampeyan bisa ngadili dhewe carane akeh daya nyata mesin ing kelas Top Bahan bakar entuk lan carane akeh digunakke dening drive kompresor mechanical. Mesthi, nggunakake turbocharger ing kasus iki bakal dadi luwih efisien, nanging desain ora bisa kanggo ngrampungake karo mbukak panas nemen saka gas exhaust.

Miwiti kontraksi

Kanggo umume sejarah mobil, anane unit pengapian paksa ing mesin pembakaran internal wis dadi refleksi teknologi paling anyar kanggo tataran pangembangan sing cocog. Iki kedadeyan ing taun 2005 nalika penghargaan bergengsi kanggo inovasi teknologi ing industri otomotif lan olahraga, sing dijenengi sawise pangadeg majalah kasebut, Paul Peach, diwenehake menyang Kepala Pengembangan Mesin VW Rudolf Krebs lan tim pangembangane. aplikasi teknologi Twincharger ing mesin bensin 1,4 liter. Thanks kanggo ngisi gabungan silinder nggunakake sistem mekanik sinkronisasi lan turbocharger, unit kasebut kanthi trampil nggabungake distribusi seragam torsi lan tenaga dhuwur khas mesin kanthi aspirasi alami kanthi pamindahan gedhe karo ekonomi lan ekonomi mesin cilik. Sewelas taun mengko, mesin TSI 11 liter VW (kanthi pamindhahan sing rada tambah kanggo ngimbangi kontraksi sing efisien amarga siklus Miller sing digunakake) saiki duwe teknologi turbocharger VNT sing luwih maju lan maneh nominasi Paul Peach Award.

Nyatane, mobil produksi pisanan kanthi mesin bensin lan geometri variabel turbocharged, Porsche 911 Turbo dirilis ing taun 2005. Kaloro kompresor kasebut, dikembangake bebarengan dening insinyur Porsche R&D lan kanca-kancane ing Borg Warner Turbo Systems, VW nggunakake ide geometri variabel sing wis dikenal lan wis suwe ing unit turbodiesel, sing durung ditindakake ing mesin bensin amarga ana masalah. kanthi luwih dhuwur (kira-kira 200 derajat dibandhingake karo diesel) suhu gas buang rata-rata. Kanggo iki, bahan komposit tahan panas saka industri aerospace digunakake kanggo vane panuntun gas lan algoritma kontrol ultra-cepet ing sistem kontrol. Prestasi insinyur VW.

Umur emas turbocharger

Wiwit mandhek saka 745i ing 1986, BMW wis dawa mbelo filosofi desain dhewe kanggo mesin bensin, miturut kang mung cara "ortodoks" kanggo entuk daya luwih kanggo mbukak engine ing revs dhuwur. Ora heresies lan mentel karo kompresor mechanical a la Mercedes (C 200 Kompressor) utawa Toyota (Corolla Kompresor), ora bias menyang VW utawa Opel turbocharger. Tukang mesin Munich menehi pilihan kanggo ngisi frekuensi dhuwur lan tekanan atmosfer normal, panggunaan solusi teknologi tinggi lan, ing kasus sing ekstrem, pamindahan sing luwih gedhe. Eksperimen kompresor adhedhasar mesin Bavarian meh rampung ditransfer menyang "fakirs" dening perusahaan tuning Alpina, sing cedhak karo masalah Munich.

Saiki, BMW ora ngasilake mesin bensin kanthi aspirasi alami, lan lineup mesin diesel wis kalebu mesin turbocharged papat silinder. Volvo nggunakake kombinasi ngisi bahan bakar kanthi mekanik lan turbocharger, Audi wis nggawe mesin diesel kanthi kombinasi kompresor listrik lan rong turbocharger cascade, Mercedes duwe mesin bensin kanthi listrik lan turbocharger.

Nanging, sadurunge ngomong babagan iki, kita bakal bali ing wektu kanggo nemokake akar transisi teknologi iki. Kita bakal sinau kepiye manufaktur Amerika nyoba nggunakake teknologi turbo kanggo ngimbangi pangurangan ukuran mesin akibat saka rong krisis minyak ing taun wolung puluhan lan kepiye gagal ing upaya kasebut. Kita bakal ngomong babagan usaha Rudolf Diesel sing ora sukses kanggo nggawe mesin kompresor. Kita bakal ngelingi jaman kamulyane mesin kompresor ing taun 20-an lan 30-an, uga pirang-pirang taun lalen. Mesthi, kita ora bakal kantun munculé model produksi pisanan turbocharger sawise krisis lenga utama pisanan ing 70s. Utawa kanggo sistem senyawa Scania Turbo. Singkat - kita bakal ngandhani babagan sejarah lan evolusi teknologi kompresor ...

(ngetutake)

Teks: Georgy Kolev