Test drive Magic Fires: A historia da tecnoloxía de compresores II

A segunda parte da serie: A era dos compresores - pasado e presente

"Karl freou imperceptiblemente e o Buick adiantounos lentamente. Ás anchas brillantes rastrexáronse por nós. O silenciador botou forte fume azul nas nosas caras. Pouco a pouco, o Buick gañou uns vinte metros de chumbo e, como esperabamos, apareceu a cara do propietario na xanela, sorrindo triunfante.

Pensou que gañara ... Deunos sinais especialmente tranquilos, confiados na súa vitoria. Nese momento Karl saltou. O compresor estoupou. E de súpeto a man que saía da fiestra desapareceu cando Karl aceptou a invitación e se achegou. Achegouse sen control.

1938 Erich Maria Remarque. "Tres camaradas". Un amor condenado, unha alma devastada e o valor dunhas poucas ducias de pequenas cousas que nos lembran que apreciamos as cousas sinxelas só cando desaparecen de forma suave e irreversible. Unha novela sobre o privilexio de vivir aquí e agora, remando puñados das alegrías da vida, unha obra mestra sobre inmensos valores humanos e... Carl é un coche cun ego modesto, pero cunha alma sen límites.

Tres camaradas publicouse nun momento decisivo da historia da humanidade en 1938. Poucos meses despois da publicación, o 1 de setembro de 1939, o día en que os coches do Gran Premio competiron nunha feroz carreira polo Gran Premio de Iugoslavia, os tanques alemáns cruzaron a fronteira con Polonia e levaron á humanidade á súa maior caída. Este día marca o final dunha era na industria do automóbil. A era dos compresores está a rematar.

Ata hai pouco, a palabra alemá meticulosamente escrita "Kompressor" era visible en bastantes modelos Mercedes. Por suposto, sería moito máis conveniente usar unha abreviatura sinxela como CDI ou CGI, pero a escrita escrupulosa de toda a palabra neste caso non é casual. Sen el, gran parte do impacto comercial teríase perdido se o reto fose recordar aqueles tempos gloriosos da vida dun fabricante de coches de luxo, cando todo se baseaba no lema Kompressor ou Nichts ("compresor ou nada").

O acrónimo TSI no capó de plástico do VW Golf GT en 2005 era moito máis restrinxido e non estaba destinado a tender pontes a algunha herdanza glamorosa. O exceso de modestia definitivamente non é unha das calidades de VW, e o fabricante de Wolfsburg non perdería a oportunidade de recordar algúns dos seus éxitos, pero neste caso, o selo TSI tiña que mostrar a vangarda técnica, non a tradición. A fórmula tecnolóxica utilizada polos enxeñeiros de VW foi tan trivial como unha idea, tan complexa como a implementación: un motor pequeno (neste caso, só 1,4 litros) proporciona un excelente rendemento dinámico e unha potencia impresionante de 170 CV. grazas ao tándem dun potente turbocompresor e dunha pequena pero eficiente unidade mecánica que enche o "buraco" arrasado pola gran potencia do turbocompresor e actúa como unha especie de droga contra a avaría inicial do motor. E xusto cando pensabamos que a idea era un éxito, entrou en escena unha nova liña de motores de dous litros. Volvo, o máis potente dos cales ten o mesmo sistema de reabastecemento con mecánicos e turbocompresores. Todo isto lévanos a volver á historia e lembrar os distantes prototipos das obras mestras da enxeñaría moderna. Si, obras mestras, porque o desenvolvemento de Volvo volveu poñer na axenda unha solución técnica moi interesante que se utilizou con éxito nun coche de carreiras súper caro hai dúas décadas. Spear Delta S4.

Como xa se mencionou, non hai nada complicado nin estraño na idea conceptual dos motores VW e Volvo. Vivimos durante moito tempo o tema neurálxico dos altos prezos do combustible e o complexo conxunto de desafíos aos que se enfrontan os deseñadores modernos de automóbiles na súa procura de crear sistemas de propulsión dinámicos e eficientes en combustible.

O remuíño de excitación tecnolóxica non puido evitar os compresores nas súas dúas variedades. Ademais, hoxe os turbocompresores están entre os principais xogadores da carreira para obter a máxima eficiencia, engadindo novo combustible ao lume dunha vella historia que se remonta a 1885 ...

Máquinas Diesel e compresoras Rudolph

Hai algo do sabor sentimental dunha novela de finais do século XIX sobre os primeiros automóbiles con motor de combustión interna. Non obstante, os seus creadores non foron só "alquimistas" ambiciosos e ignorantes e experimentadores tolos, senón que normalmente foron persoas altamente educadas cuxos inventos se basean nunha base científica seria. É esta sólida base de coñecemento a que esperta na mente de Gottlieb Daimler a idea de equipar os seus motores de gasolina e queroseno cunha máquina compresora externa. Desafortunadamente, os seus primeiros intentos nesta dirección non tiveron éxito e, ao final, abandonou o seu desenvolvemento. Ao parecer, naquel momento, as posibilidades de pre-comprimir o aire fresco que entraba nos cilindros eran extremadamente pequenas; abonda con dicir que Daimler volveu participar nunha investigación activa nesta área só despois do final da Primeira Guerra Mundial. O camiño de Rudolf Diesel é semellante. Ao mesmo tempo que intentaba executar as súas patentes nunha importante compañía petroleira e acababa vendéndollas caras e demasiado caras aos irmáns Nobel suecos que traballaban nos campos petrolíferos rusos do Cáucaso, debuxou diagramas e descubriu como avanzar. mellorar a eficiencia, é un motor térmico bastante eficiente en principio. Un feito pouco coñecido hoxe é que Diesel instalou unha unidade de precompresión na súa segunda mostra de laboratorio, traballando na base de desenvolvemento MAN en Augsburgo, e en decembro de 1896 apareceron toda unha serie de motores diésel equipados con compresores.

Moito máis tarde, o papel do axudante principal do motor diésel será o turbocompresor de escape, grazas ao cal a invención de Rudolf Diesel ascenderá ao seu rango actual. Os primeiros motores experimentais Rudolf Diesel cun compresor mecánico notaron o aumento significativo esperado de potencia, pero en termos de eficiencia, as cousas non estaban tan rosadas. O diésel, para o que a economía do motor é de suma importancia, valora os resultados dos seus propios experimentos como negativos. Para un enxeñeiro brillante, convértense nun enigma absoluto e insoluble, ao contrario das súas coñecidas leis da termodinámica. Rematados os seus experimentos nesta área, escribiu o seguinte no seu caderno: “Un experimento realizado o 28 de xaneiro de 1897 e a comparación con experimentos anteriores o 12 de xaneiro levantaron a cuestión do efecto da precompresión. Obviamente, isto é extremadamente prexudicial, polo que a partir de agora debemos abandonar esta idea e centrarnos nun motor convencional de catro cilindros con entrada directa de aire fresco da atmosfera na súa forma actual ". Grazas a Deus, o xenio Diesel está moi equivocado aquí. Máis tarde resultou que non era errónea a idea do recheo forzado, senón o xeito de implementalo ...

Motores diésel de compresión nos buques

Despois dunha serie de experimentos infrutuosos de Rudolf Diesel e as conclusións erróneas que os seguiron, os deseñadores abandonaron durante moito tempo o uso de tal dispositivo para a subministración forzada de aire fresco adicional, confiando unicamente na presión atmosférica natural. A única forma ortodoxa e comprobada de conseguir máis potencia naquel momento era aumentar o nivel de desprazamento e velocidade, xa que esta última é tecnoloxicamente viable. A néboa dos delirios mantívose durante dúas décadas, ata que a tecnoloxía alcanzou o nivel requirido, e a empresa de motores MAN da cidade alemá de Augsburgo volveu poñer esta idea na axenda. Como resultado do intenso traballo da empresa a principios dos anos 20 do século pasado, apareceron as primeiras unidades diésel producidas en masa con reabastecemento forzado mediante un compresor mecánico. En 1924 xa existían barcos con motores diésel de compresor, entre os que se pode atopar unha interesante solución tecnolóxica na que os compresores non son accionados directamente desde o cigüeñal, senón desde motores eléctricos especialmente adaptados (observou a analoxía co V8 diésel de Audi) , como resultado que aumenta a súa potencia de 900 a 1200 CV estándar. Por suposto, en todos estes casos estamos a falar de unidades accionadas mecánicamente, aínda que a principios de século patentouse a idea do compresor de gas, no momento en que se implemente en modelos de serie, será un Moito tempo. . O desenvolvemento extremadamente lento da tecnoloxía de compresores débese a dúas razóns principais: a mala conciencia do comportamento das gasolinas coa súa tendencia inherente a golpear e a incerteza sobre a eficiencia de varios tipos de unidades de compresores.

O recheo de motores de gasolina comezou en 1901, cando Sir Dugald Clerk (por certo, un dos pioneiros dos motores de dous tempos) decidiu empregar unha bomba para forzar aire fresco adicional nas cámaras de combustión. motor cunha cilindrada enorme. O empregado toma os problemas do motor térmico en serio e científicamente, e con este dispositivo busca aumentar deliberadamente a eficiencia termodinámica do motor. Non obstante, ao final, como Diesel antes del, só conseguiu aumentar o seu poder.

Os compresores Roots máis usados hoxe en día baséanse nun dispositivo de bombeo patentado por Frank e Philander Roots de Indiana na década de 1907. O principio de funcionamento da unidade Roots empréstase da bomba de engrenaxes inventada no século 100 por Johannes Kepler e os primeiros experimentos de Gottlieb Daimler e o seu enxeñeiro xefe Wilhelm Maybach baseáronse en compresores Roots. Non obstante, o resultado máis impresionante do recheo mecánico positivo provén do estadounidense Lee Chadwick, que en 80 instalou un compresor no enorme motor de seis cilindros do seu coche, cuxa velocidade de traballo é nove veces a velocidade do cigüeñal. Así, Chadwick logrou un monstruoso aumento de potencia e o seu coche converteuse no primeiro do mundo en alcanzar a velocidade oficialmente rexistrada de XNUMX millas por hora. Por suposto, nos primeiros tempos desta tecnoloxía, moitos deseñadores experimentaron con outros tipos de dispositivos de compresores como o centrífugo e o velet. Entre as solicitudes de patentes pódese atopar o antecesor do compresor de pistón rotativo, moi utilizado nas empresas XNUMX do século pasado por varias empresas, así como o compresor de paletas de Arnold Theodor Zoller.

Como resultado, o recheo forzado xustifica o aumento esperado da capacidade de litro e resulta ser unha ferramenta ideal para mellorar os parámetros dinámicos das unidades xa deseñadas.

Pero os coches non foron os únicos partidarios da mesma: xa en 1913 xa existían motores de locomotoras con compresor e, durante a Primeira Guerra Mundial, a carga forzada converteuse nun medio ideal para compensar o aire enrarecido nos avións a gran altitude.

(seguir)

Texto: Georgy Kolev