Test drive Magic Fires: ang kasaysayan sa teknolohiya sa compressor

Niini nga serye maghisgut kami bahin sa pinugus nga pagpuno sa gasolina ug pag-uswag sa sulud nga mga makina sa pagkasunog.

Usa siya ka propeta sa mga kasulatan sa pag-tune sa sakyanan. Siya ang manluluwas sa diesel nga makina. Sulod sa daghang mga tuig, ang mga tigdesinyo sa makina sa gasolina wala magtagad niini nga panghitabo, apan karon kini nahimong ubiquitous. Kini usa ka turbocharger ... Mas maayo pa kaysa kaniadto.

Ang iyang igsoon nga lalaki, usa ka compressor nga gipadagan sa kuryente, wala’y plano nga mobiya usab sa entablado. Dugang pa, andam siya alang sa usa ka alyansa nga magdala ngadto sa hingpit nga simbiosis. Sa ingon, sa kagubot sa moderno nga indigay sa teknolohiya, nag-usa ang mga representante sa duha nga nagkasumpaki nga sulog sa panahon nga nagpamatuod nga ang kamatuuran nga ang kamatuoran nagpabilin nga managsama man ang pagkalainlain sa mga panan-aw.

Ang pagkonsumo 4500 l / 100 km ug daghang oksiheno

Ang aritmetika medyo simple ug gibase lamang sa mga balaod sa pisika... Nagtuo nga ang usa ka sakyanan nga may gibug-aton nga mga 1000 kg ug adunay walay paglaum nga aerodynamic drag mobiyahe ug 305 metros gikan sa usa ka standstill sa wala pay 4,0 segundos, nga moabot sa gikusgon nga 500 km/h sa katapusan. sa seksyon, ang gahum sa makina niini nga awto kinahanglan nga molapas sa 9000 hp. Ang parehas nga mga kalkulasyon nagpakita nga sa sulod sa usa ka seksyon, ang nagtuyok nga crankshaft sa usa ka makina nga nagtuyok sa 8400 rpm mahimo ra nga moliko mga 560 ka beses, apan dili kana makapugong sa 8,2-litro nga makina sa pagsuhop sa mga 15 ka litro nga gasolina. Ingon sa usa ka resulta sa usa ka mas yano nga kalkulasyon, kini mahimong tin-aw nga, sumala sa sumbanan nga sukod sa fuel konsumo, ang average nga konsumo niini nga sakyanan mao ang labaw pa kay sa 4500 l / 100 km. Sa usa ka pulong - upat ka libo lima ka gatus ka litro. Sa tinuud, kini nga mga makina wala’y mga sistema sa paglamig - gipabugnaw kini sa gasolina ...

Wala’y fiction sa kini nga mga numero ... Dako kini, apan tinuod nga mga kantidad gikan sa kalibutan sa modernong drag racing. Dili gyud husto nga ipunting ang mga awto nga nag-apil sa mga lumba alang sa labing kataas nga pagpatulin ingon mga awto sa karera, tungod kay ang surreal nga upat ka ligid nga mga linalang, nga giputos sa asul nga aso, dili ikatandi bisan sa cream sa modernong teknolohiya sa awto nga gigamit sa Formula 1. Busa, atong buhaton. gamita ang sikat nga ngalan nga “dragsters” . - Sa walay duhaduha nga makapaikag sa ilang kaugalingong paagi, talagsaon nga mga sakyanan nga naghatag ug talagsaon nga mga sensasyon sa mga fans sa gawas sa 305-meter track ug sa mga piloto kansang utok, sa usa ka paspas nga pagpatulin sa 5 g, lagmit nagkuha sa porma sa usa ka kolor nga two-dimensional nga imahe sa likod sa kalabera

Kini nga mga dragsters tingali ang labing bantog ug labing makaanindot nga lainlaing mga bantog nga motorsport sa Estados Unidos, nga nahisakop sa kontrobersyal nga ginganlan nga Top Fuel class. Ang ngalan gipasukad sa grabe nga paghimo sa kemikal nga nitromethane nga gigamit sa mga makina nga hellie ingon sugnod alang sa ilang mga makina. Ilalom sa impluwensya sa kini nga explosive nga sagol, ang mga makina naglihok sa overload mode ug sa pila lang nga mga karera nahimo nga usa ka tinapok nga wala kinahanglana nga metal, ug tungod sa hilig nga gasolina nga padayon nga nagpabuto, ang tunog sa ilang operasyon nahisama sa hysterical roar sa usa ka mapintas nga hayop nga giihap ang katapusang mga gutlo sa imong kinabuhi. Ang mga proseso sa mga makina mahimong ikatandi ra sa hingpit nga dili mapugngan nga kagubot nga nahisubay sa pagpangita sa pisikal nga kalaglagan sa kaugalingon. Kasagaran ang usa sa mga silindro napakyas sa katapusan sa una nga seksyon. Ang gahum sa mga makina nga gigamit sa kini nga buang nga isport moabot sa mga kantidad nga wala’y masukod nga sukod sa kalibutan, ug ang pag-abuso sa mga makina molapas gyud sa tanan nga mga limitasyon sa ekstremismo sa engineering ...

Apan balikan naton ang kinataliwad-an sa atong istorya ug tan-awon pag-ayo ang mga kabtangan sa nitromethane fuel (gisagol sa pipila ka porsyento nga pagbalanse sa methanol), nga sa walay pagduha-duha ang labing kusug nga sangkap nga gigamit sa bisan unsang porma sa karera sa awto. kalihokan. Ang matag carbon atom sa iyang molekula (CH3NO2) adunay duha nga mga atomo nga oxygen, nga nagpasabut nga ang gasolina nagdala sa kadaghanan sa oxidant nga gikinahanglan alang sa pagkasunog. Alang sa parehas nga hinungdan, ang sulud sa enerhiya matag litro sa nitromethane mas ubos kaysa matag litro nga gasolina, apan adunay parehas nga kadaghan nga lab-as nga hangin nga mahimo’g makuha sa makina sa mga combustion chambers, ang nitromethane maghatag labi ka daghan nga kinatibuk-ang enerhiya kung masunog kini. ... Posible kini tungod kay kini mismo adunay sulud nga oxygen ug busa mahimo nga ma-oxidize ang kadaghanan sa mga sangkap nga fuel sa hydrocarbon (kasagaran dili masunog kung wala’y oxygen). Sa ato pa, ang nitromethane adunay 3,7 ka beses nga mas gamay og kusog kaysa gasolina, apan sa parehas nga kantidad sa hangin, 8,6 ka beses nga daghang nitromethane ang mahimong ma-oxidize kaysa gasolina.

Bisan kinsa nga pamilyar sa mga proseso sa pagkasunog sa usa ka makina sa awto nahibal-an nga ang tinuud nga problema sa "pagpuga" sa dugang nga gahum gikan sa usa ka internal nga pagkasunog nga makina dili aron madugangan ang pag-agos sa gasolina sa mga lawak - igo na ang kusog nga hydraulic pump alang niini. pag-abot sa hilabihan ka taas nga presyur. Ang tinuod nga hagit mao ang paghatag og igong hangin (o oxygen) aron ma-oxidize ang mga hydrocarbon ug masiguro ang labing episyente nga pagkasunog nga posible. Mao nga ang sugnod sa dragster naggamit nitrogetan, kung wala kini hingpit nga dili mahunahuna nga makab-ot ang mga sangputanan sa kini nga order sa usa ka makina nga adunay pagbalhin nga 8,2 ka litro. Sa parehas nga oras, ang mga awto nagtrabaho uban ang medyo dato nga mga panagsagol (sa ilawom sa pipila nga mga kondisyon, ang nitromethane mahimong magsugod sa pag-oxidize), tungod niini ang pipila nga gasolina na-oxidize sa mga tubo sa tambutso ug nagporma mga impresibo nga mga suga sa salamangka sa ibabaw nila.

Torque 6750 Newton metro

Ang kasagaran nga torque niini nga mga makina moabot sa 6750 Nm. Tingali namatikdan na nimo nga adunay usa ka butang nga katingad-an sa tanan niini nga aritmetika ... Ang kamatuoran mao nga aron maabot ang gipakita nga limitasyon nga mga kantidad, matag segundo ang usa ka makina nga nagdagan sa 8400 rpm kinahanglan nga dili mosuyop, dili moubos sa 1,7 metro kubiko sa presko nga hangin. Adunay usa lamang ka paagi sa pagbuhat niini - pinugos nga pagpuno. Ang panguna nga papel sa kini nga kaso gidula sa usa ka dako nga klasiko nga Roots-type nga mekanikal nga yunit, salamat nga ang presyur sa mga manifold sa dragster engine (inspirado sa prehistoric nga Chrysler Hemi Elephant) nakaabut sa usa ka makapakurat nga 5 bar.

Aron mas masabtan kung unsa nga mga karga ang nalangkit niini nga kaso, atong kuhaan isip usa ka pananglitan ang usa sa mga sugilanon sa bulawanong edad sa mekanikal nga mga compressor - usa ka 3,0-litro nga racing V12. Mercedes-Benz W154. Ang gahum niini nga makina mao ang 468 hp. uban., apan kini kinahanglan nga palas-anon diha sa hunahuna nga ang compressor drive mikuha sa usa ka dako nga 150 hp. uban., dili makaabot sa gitakda nga 5 bar. Kon kita karon makadugang 150 ka libo ka mga s sa asoy, kita moabut ngadto sa konklusyon nga ang W154 sa tinuod adunay usa ka talagsaon nga 618 hp alang sa iyang panahon. Mahimo nimong hukman sa imong kaugalingon kung unsa ka dako ang tinuod nga gahum nga makab-ot sa mga makina sa klase sa Top Fuel ug kung unsa ka daghan niini ang masuhop sa mekanikal nga compressor drive. Siyempre, ang paggamit sa usa ka turbocharger niini nga kaso mahimong mas episyente, apan ang disenyo niini dili makasagubang sa grabeng kainit nga load gikan sa mga gas nga tambutso.

Pagsugod sa pagkunhod

Alang sa kadaghanan sa kaagi sa awto, ang presensya sa usa ka pinugsanay nga yunit sa pagsunog sa sulud nga mga makina sa pagkasunog mao ang usa ka salamin sa labing kabag-o nga teknolohiya alang sa katugbang nga yugto sa pag-uswag. Kini ang kaso kaniadtong 2005 sa dihang ang bantog nga pasidungog alang sa kabag-ohan sa teknolohiya sa mga industriya sa awto ug isport, nga ginganlan sunod sa magtutukod sa magasin, si Paul Peach, gipresentar kay VW Engine Development Head Rudolf Krebs ug sa iyang development team. aplikasyon sa teknolohiya nga Twincharger sa usa ka 1,4-litro nga gasolina nga gasolina. Salamat sa hiniusa nga pinugus nga pagpuno sa mga silindro gamit ang usa ka managsamang sistema sa mekaniko ug usa ka turbocharger, hanas nga gihiusa sa yunit ang parehas nga pag-apod-apod sa metalikang kuwintas ug ang taas nga kusog nga tipikal sa natural nga gipangandoy nga mga makina nga adunay usa ka dako nga pagbalhin sa ekonomiya ug ekonomiya sa gagmay nga mga makina. Napulog usa ka tuig ang milabay, ang 11-litro nga TSI engine sa VW (nga adunay gamay nga pagdugang nga pagbalhin aron mabayran ang episyente nga pagpugong niini tungod sa gigamit nga siklo sa Miller) karon adunay labi ka labi ka abante nga teknolohiya nga turbocharger sa VNT ug usab napili alang sa usa ka Paul Peach Award.

Sa tinuud, ang una nga produksiyon nga awto nga adunay petrol engine ug turbocharged variable geometry, ang Porsche 911 Turbo gipagawas kaniadtong 2005. Ang parehas nga mga compressor, nga hiniusa nga gihimo sa mga inhinyero sa Porsche R&D ug ilang mga kauban sa Borg Warner Turbo Systems, gigamit sa VW ang naila ug dugay na nga ideya sa variable geometry sa mga turbodiesel unit, nga wala ipatuman sa mga gasolina engine tungod sa usa ka problema. nga adunay mas taas (mga 200 degree kumpara sa diesel) average temperatura sa gasolina. Alang niini, gigamit ang mga materyales nga hinugpong nga dili masuk-anon gikan sa industriya sa aerospace alang sa mga gas van van ug usa ka ultra-fast control algorithm sa control system. Kalampusan sa mga inhinyero sa VW.

Ang bulawanong edad sa turbocharger

Sukad nga nahunong ang 745i kaniadtong 1986, ang BMW dugay na nga nagdepensa sa kaugalingon nga pilosopiya sa laraw alang sa mga makina nga gasolina, nga kung diin ang nag-inusara nga "orthodox" nga paagi aron makab-ot ang labi ka kusog mao ang pagpadagan sa makina sa taas nga mga rev. Wala’y mga erehes ug panguyab sa mga mekanikal nga compressor a la Mercedes (C 200 Kompressor) o Toyota (Corolla Compressor), wala’y bias sa VW o Opel turbochargers. Gipalabi sa mga naggama sa makina sa Munich ang pagpuno sa high-frequency ug normal nga presyur sa atmospera, ang paggamit sa mga high-tech nga solusyon ug, sa grabe nga mga kaso, labi ka daghang pagbalhin. Ang mga eksperimento sa compressor pinauyon sa mga makina sa Bavaria hapit hingpit nga gibalhin sa "fakirs" sa tuning company nga Alpina, nga duul sa kabalaka sa Munich.

Karon, ang BMW dili na makahimo og naturally aspirated petrol engines, ug ang diesel engine lineup naglakip na og four-cylinder turbocharged engine. Ang Volvo naggamit sa usa ka kombinasyon sa refueling sa usa ka mekanikal ug turbocharger, ang Audi nakamugna og usa ka diesel nga makina nga adunay kombinasyon sa usa ka electric compressor ug duha ka cascade turbocharger, ang Mercedes adunay usa ka gasolina nga makina nga adunay usa ka electric ug usa ka turbocharger.

Bisan pa, sa wala pa maghisgot bahin niini, mobalik kami sa oras aron makit-an ang mga ugat sa kini nga pagbalhin sa teknolohiya. Atong mahibal-an kung giunsa ang mga tiggama sa Amerika misulay sa paggamit sa teknolohiya sa turbo aron mabayran ang pagkunhod sa mga gidak-on sa makina nga resulta sa duha ka krisis sa lana sa dekada otsenta ug kung giunsa nila napakyas kini nga mga pagsulay. Maghisgot kita mahitungod sa dili malampuson nga mga pagsulay sa Rudolf Diesel sa paghimo sa usa ka compressor engine. Atong mahinumduman ang mahimayaong panahon sa mga makina sa compressor sa 20s ug 30s, ingon man ang taas nga mga tuig sa pagkalimot. Siyempre, dili nato palabyon ang dagway sa unang mga modelo sa produksiyon sa mga turbocharger human sa unang dagkong krisis sa lana sa dekada 70. O alang sa Scania Turbo compound system. Sa laktud - isulti namon kanimo ang bahin sa kasaysayan ug ebolusyon sa teknolohiya sa compressor ...

(sa pagsunod)

Text: Georgy Kolev