Lái thử Magic Fires: Lịch sử của công nghệ máy nén II

Phần thứ hai của loạt bài: Kỷ nguyên máy nén - quá khứ và hiện tại

“Karl phanh gấp không thể nhận thấy và chiếc Buick từ từ vượt qua chúng tôi. Đôi cánh rộng sáng bóng trườn qua chúng tôi. Ống giảm thanh phun khói xanh vào mặt chúng tôi. Dần dần, chiếc Buick đã đi được khoảng hai mươi mét chì, và sau đó, như chúng tôi dự đoán, khuôn mặt của người chủ xuất hiện trong cửa sổ, cười đắc thắng.

Anh ấy nghĩ rằng anh ấy đã thắng ... Anh ấy đã đưa ra những tín hiệu đặc biệt cho chúng tôi là bình tĩnh, tự tin vào chiến thắng của mình. Đúng lúc đó Karl bật dậy. Máy nén phát nổ. Và đột nhiên cái vẫy tay từ cửa sổ biến mất khi Karl nhận lời và tiến lại gần. Anh tiến đến một cách không kiểm soát.

1938 Erich Maria Remarque. "Ba đồng chí". Một tình yêu dang dở, một tâm hồn bị tàn phá và giá trị của vài tá điều nhỏ nhặt nhắc nhở chúng ta rằng chúng ta chỉ trân trọng những điều giản đơn khi chúng ra đi một cách êm đềm và không thể thay đổi. Một cuốn tiểu thuyết về đặc quyền được sống ở đây và bây giờ, chèo lái những niềm vui của cuộc sống, một kiệt tác về những giá trị nhân văn to lớn và ... Carl là một chiếc xe hơi có cái tôi khiêm tốn, nhưng có một tâm hồn vô bờ bến.

Three Comrades được xuất bản vào một bước ngoặt của lịch sử nhân loại vào năm 1938. Chỉ vài tháng sau khi xuất bản, vào ngày 1 tháng 1939 năm XNUMX, ngày những chiếc xe Grand Prix cạnh tranh trong một cuộc đua khốc liệt cho giải Grand Prix Nam Tư, xe tăng Đức đã vượt biên giới sang Ba Lan và đưa nhân loại đến sự sụp đổ lớn nhất của nó. Ngày này đánh dấu sự kết thúc của một kỷ nguyên trong ngành công nghiệp ô tô. Kỷ nguyên của máy nén sắp kết thúc.

Cho đến gần đây, từ tiếng Đức được đánh vần tỉ mỉ "Kompressor" đã xuất hiện trên khá nhiều mẫu xe Mercedes. Tất nhiên, sẽ thuận tiện hơn nhiều nếu sử dụng một từ viết tắt đơn giản như CDI hoặc CGI, nhưng cách viết cẩn thận của toàn bộ từ trong trường hợp này không phải là ngẫu nhiên. Nếu không có nó, phần lớn tác động tiếp thị sẽ bị mất nếu thử thách là nhớ lại những thời kỳ huy hoàng đó trong cuộc đời của một nhà sản xuất xe hơi hạng sang, khi mọi thứ đều dựa trên phương châm Kompressor oder Nichts ("máy nén hoặc không có gì").

Từ viết tắt TSI trên mui xe bằng nhựa của VW Golf GT năm 2005 đã được hạn chế hơn nhiều và không nhằm xây dựng cầu nối cho một di sản hào nhoáng nào đó. Sự khiêm tốn quá mức chắc chắn không phải là một trong những phẩm chất của VW và nhà sản xuất Wolfsburg sẽ không bỏ lỡ cơ hội ghi lại một số thành công của mình, nhưng trong trường hợp này, nhãn TSI phải thể hiện tính tiên phong về kỹ thuật chứ không phải truyền thống. Công thức công nghệ được các kỹ sư VW sử dụng vừa tầm thường như ý tưởng, vừa phức tạp khi triển khai - một động cơ nhỏ (trong trường hợp này là chỉ 1,4 lít) mang lại hiệu suất động tuyệt vời và công suất ấn tượng 170 mã lực. nhờ sự kết hợp song song của một bộ tăng áp mạnh mẽ và một bộ phận cơ khí nhỏ nhưng hiệu quả đã lấp đầy "lỗ hổng" bị tàn phá bởi công suất lớn của bộ tăng áp và hoạt động như một loại liều thuốc chống lại sự cố ban đầu của động cơ. Và ngay khi chúng tôi cho rằng ý tưởng này đã thành công thì một dòng động cơ hai lít mới đã xuất hiện. Volvo, loại mạnh nhất có cùng hệ thống tiếp nhiên liệu với cơ khí và bộ tăng áp. Tất cả điều này nhắc chúng ta quay trở lại lịch sử và nhớ lại những nguyên mẫu xa xôi của những kiệt tác kỹ thuật hiện đại. Vâng, những kiệt tác, bởi vì sự phát triển của Volvo một lần nữa đưa vào chương trình nghị sự một giải pháp kỹ thuật cực kỳ thú vị đã được sử dụng thành công trên một chiếc xe đua siêu đắt tiền hai thập kỷ trước. Ngọn giáo Delta S4.

Như đã đề cập, không có gì phức tạp hay lạ lùng về ý tưởng khái niệm của động cơ VW và Volvo. Từ lâu, chúng ta đã sống qua chủ đề thần kinh về giá nhiên liệu cao và những thách thức phức tạp mà các nhà thiết kế ô tô hiện đại phải đối mặt trong nhiệm vụ tạo ra hệ thống truyền động vừa năng động vừa tiết kiệm nhiên liệu.

Cơn lốc của sự phấn khích về công nghệ không thể bỏ qua máy nén trong hai giống của họ. Hơn nữa, ngày nay bộ tăng áp là một trong những nhân tố chính trong cuộc đua về hiệu suất tối đa, tiếp thêm nhiên liệu mới cho câu chuyện cũ có từ năm 1885 ...

Rudolph Diesel và máy nén

Có điều gì đó mang hương vị tình cảm của một cuốn tiểu thuyết cuối thế kỷ 1896 về những chiếc ô tô động cơ đốt trong đầu tiên. Tuy nhiên, những người tạo ra chúng không chỉ là những "nhà giả kim" đầy tham vọng và ngu dốt và những nhà thí nghiệm điên rồ, mà thường là những người có học thức cao, những người có phát minh dựa trên cơ sở khoa học nghiêm túc. Chính nền tảng kiến thức vững chắc này đã khơi dậy trong đầu Gottlieb Daimler ý tưởng trang bị cho động cơ xăng và dầu hỏa của mình một máy nén bên ngoài. Thật không may, những nỗ lực đầu tiên của anh ấy theo hướng này đã không thành công và cuối cùng anh ấy đã từ bỏ sự phát triển hơn nữa. Rõ ràng, vào thời điểm đó, cơ hội để không khí trong lành được nén trước đi vào các xi lanh là vô cùng nhỏ - đủ để nói rằng Daimler lại tham gia vào nghiên cứu tích cực trong lĩnh vực này chỉ sau khi Chiến tranh thế giới thứ nhất kết thúc. Con đường của Rudolf Diesel cũng tương tự. Đồng thời, anh ấy đang cố gắng chạy các bằng sáng chế của mình trong một công ty dầu mỏ lớn và cuối cùng bán chúng đắt và quá đắt cho anh em nhà Nobel Thụy Điển làm việc tại các mỏ dầu của Nga ở Kavkaz, anh ấy đã vẽ sơ đồ và tìm ra cách tiếp tục. nâng cao hiệu quả.về nguyên tắc nó là một động cơ nhiệt khá hiệu quả. Một sự thật ít được biết đến ngày nay là Diesel đã lắp đặt một bộ phận nén trước trên mẫu phòng thí nghiệm thứ hai của mình, làm việc tại cơ sở phát triển MAN ở Augsburg, và vào tháng XNUMX năm XNUMX, một loạt động cơ diesel được trang bị máy nén đã xuất hiện.

Mãi về sau, vai trò trợ thủ chính của động cơ diesel sẽ do bộ tăng áp xả đảm nhiệm, nhờ đó mà phát minh của Rudolf Diesel sẽ vươn lên vị trí hiện tại. Động cơ Diesel Rudolf thử nghiệm đầu tiên với một máy nén cơ học ghi nhận sự gia tăng công suất đáng kể dự kiến, nhưng từ quan điểm hiệu quả, mọi thứ không tốt như vậy. Diesel, mà tính kinh tế của động cơ là tối quan trọng, đánh giá kết quả của các thí nghiệm của chính nó là tiêu cực. Đối với một kỹ sư tài giỏi, chúng trở thành một bí ẩn tuyệt đối và không thể hòa tan, bất chấp các định luật nhiệt động lực học nổi tiếng của ông. Sau khi hoàn thành các thí nghiệm của mình trong lĩnh vực này, ông viết những điều sau vào sổ tay của mình: “Thí nghiệm được tiến hành vào ngày 28 tháng 1897 năm 12, và so sánh với các thí nghiệm trước đó vào ngày XNUMX tháng XNUMX, đặt ra câu hỏi về tác dụng của việc nén trước. Rõ ràng, điều này là vô cùng nguy hại, vì vậy từ bây giờ chúng ta phải từ bỏ ý định này và tập trung vào một động cơ bốn xi-lanh thông thường hút trực tiếp không khí trong lành từ khí quyển ở dạng hiện tại. " Cảm ơn Chúa, thiên tài Diesel đã nhầm lẫn sâu sắc ở đây! Sau này, rõ ràng không phải ý tưởng ép điền là sai, mà là cách thực hiện….

Máy nén động cơ diesel trên tàu thủy

Sau một loạt các thí nghiệm không thành công của Rudolf Diesel và những kết luận sai lầm sau đó, các nhà thiết kế đã từ bỏ việc sử dụng một thiết bị như vậy trong một thời gian dài để cung cấp thêm không khí trong lành, chỉ dựa vào áp suất khí quyển tự nhiên. Cách chính thống duy nhất và đã được chứng minh để đạt được nhiều sức mạnh hơn vào thời điểm đó là tăng mức dịch chuyển và tốc độ, vì cách sau là khả thi về mặt công nghệ. Màn ảo tưởng kéo dài trong hai thập kỷ, cho đến khi công nghệ đạt đến mức cần thiết và công ty động cơ MAN từ thành phố Augsburg của Đức lại đưa ý tưởng này vào chương trình nghị sự. Là kết quả của quá trình làm việc chuyên sâu của công ty vào đầu những năm 20 của thế kỷ trước, các đơn vị động cơ diesel được sản xuất hàng loạt đầu tiên với việc tiếp nhiên liệu cưỡng bức bằng máy nén cơ học đã xuất hiện. Vào năm 1924, đã có những con tàu trang bị động cơ diesel máy nén, trong đó người ta có thể tìm thấy một giải pháp công nghệ thú vị trong đó máy nén không được dẫn động trực tiếp từ trục khuỷu mà từ các động cơ điện được điều chỉnh đặc biệt (bạn có nhận thấy sự tương tự với động cơ diesel V8 ngày nay trên Audi) , kết quả là làm tăng sức mạnh của chúng từ tiêu chuẩn 900 lên 1200 mã lực. Tất nhiên, trong tất cả các trường hợp này, chúng ta đang nói về các đơn vị điều khiển cơ học - mặc dù vào đầu thế kỷ này, ý tưởng về máy nén khí đã được cấp bằng sáng chế, nhưng vào thời điểm nó được triển khai trong các mô hình nối tiếp, nó sẽ là một thời gian dài. . Sự phát triển cực kỳ chậm chạp của công nghệ máy nén là do hai lý do chính - nhận thức kém về hoạt động của xăng với xu hướng nổ vốn có của chúng và sự không chắc chắn về hiệu quả của các loại máy nén khác nhau.

Làm đầy động cơ xăng bắt đầu vào năm 1901 khi Ngài Dugald Clerk (nhân tiện là một trong những người tiên phong trong lĩnh vực động cơ hai thì) quyết định sử dụng một máy bơm để đưa thêm không khí trong lành vào buồng đốt. động cơ có phân khối lớn. Nhân viên bán hàng xem xét các vấn đề của động cơ nhiệt một cách nghiêm túc và khoa học, và với thiết bị này, thiết bị này cố tình cải thiện hiệu suất nhiệt động của động cơ. Tuy nhiên, cuối cùng, anh ta, giống như Diesel trước anh ta, chỉ có thể tăng sức mạnh của mình.

Máy nén Roots được sử dụng phổ biến nhất hiện nay dựa trên một thiết bị bơm được cấp bằng sáng chế bởi Frank và Philander Roots của Indiana vào những năm 1907. Nguyên tắc hoạt động của bộ phận Roots được mượn từ máy bơm bánh răng do Johannes Kepler phát minh vào thế kỷ 100, và các thí nghiệm đầu tiên của Gottlieb Daimler và kỹ sư trưởng Wilhelm Maybach của ông đã dựa trên máy nén khí của Roots. Tuy nhiên, kết quả ấn tượng nhất của việc nạp đầy dương cơ học đến từ Lee Chadwick, người Mỹ, người vào năm 80 đã lắp đặt một máy nén trên động cơ sáu xi-lanh khổng lồ của mình với tốc độ làm việc gấp XNUMX lần tốc độ trục khuỷu. Như vậy, Chadwick đạt được một sự gia tăng khổng lồ trong quyền lực, và chiếc xe của mình đã trở thành người đầu tiên trên thế giới để đạt được tốc độ đã đăng ký chính thức của XNUMX dặm một giờ. Tất nhiên, trong những ngày đầu của công nghệ này, nhiều nhà thiết kế đã thử nghiệm với nhiều loại thiết bị nén khác nhau như ly tâm và cánh gạt. Trong số các đơn xin cấp bằng sáng chế có thể tìm thấy tiền thân của máy nén piston quay, được sử dụng rộng rãi trong các XNUMX-ies của thế kỷ trước bởi một số công ty, cũng như máy nén cánh gạt của Arnold Theodor Zoller.

Do đó, việc đổ đầy cưỡng bức biện minh cho sự gia tăng dự kiến về dung tích lít và hóa ra lại là một công cụ lý tưởng để cải thiện các thông số động của các đơn vị đã được thiết kế.

Nhưng ô tô không phải là phương tiện duy nhất ủng hộ nó - ngay từ năm 1913, động cơ đầu máy có máy nén đã tồn tại và trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, sạc cưỡng bức đã trở thành một phương tiện lý tưởng để bù cho lượng khí hiếm trong máy bay ở độ cao lớn.

(theo dõi)

Văn bản: Georgy Kolev