ทดลองขับ Magic Fires: ประวัติวิศวกรรมคอมเพรสเซอร์ II

ส่วนที่สองของซีรีส์: ยุคของคอมเพรสเซอร์ - อดีตและปัจจุบัน

“ คาร์ลเบรกไม่ทันและบูอิคก็แซงเราไปอย่างช้าๆ ปีกกว้างเงางามคืบคลานผ่านเราไป ท่อไอเสียพ่นควันสีฟ้าดังลั่นใส่หน้าเรา บูอิคค่อยๆนำไปได้ประมาณยี่สิบเมตรจากนั้นตามที่เราคาดไว้ใบหน้าของเจ้าของรถก็ปรากฏขึ้นที่หน้าต่างยิ้มอย่างมีชัย

เขาคิดว่าเขาชนะ ... เขาส่งสัญญาณให้เราใจเย็นเป็นพิเศษมั่นใจในชัยชนะของเขา ในขณะนั้นคาร์ลกระโดดขึ้น คอมเพรสเซอร์ระเบิด และทันใดนั้นมือที่โบกจากหน้าต่างก็หายไปเมื่อคาร์ลตอบรับคำเชิญและเดินเข้ามาหา เขาเข้าหาอย่างไม่สามารถควบคุมได้

พ.ศ. 1938 อีริช มาเรีย เรมาร์ก "สามสหาย". ความรักที่ถึงวาระ วิญญาณที่ถูกทำลายล้าง และคุณค่าของสิ่งเล็กๆ ไม่กี่โหลที่เตือนเราว่า เราจะเห็นคุณค่าของสิ่งง่ายๆ นวนิยายเกี่ยวกับสิทธิพิเศษของการมีชีวิตอยู่ที่นี่และตอนนี้พายเรือกำมือแห่งความสุขของชีวิตผลงานชิ้นเอกเกี่ยวกับคุณค่าของมนุษย์อันยิ่งใหญ่และ ... คาร์ลเป็นรถยนต์ที่มีอัตตาเล็กน้อย แต่มีจิตวิญญาณที่ไร้ขอบเขต

Three Comrades ได้รับการตีพิมพ์ในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ในปีพ. ศ. 1938 เพียงไม่กี่เดือนหลังจากการเผยแพร่ในวันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 1939 ซึ่งเป็นวันที่รถยนต์ระดับกรังด์ปรีซ์แข่งขันกันอย่างดุเดือดในรายการยูโกสลาเวียกรังด์ปรีซ์รถถังเยอรมันได้ข้ามพรมแดนเข้าสู่โปแลนด์และนำมนุษยชาติไปสู่ความหายนะครั้งใหญ่ที่สุด วันนี้ถือเป็นการสิ้นสุดยุคของอุตสาหกรรมยานยนต์ ยุคของคอมเพรสเซอร์กำลังจะสิ้นสุดลง

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ คำว่า "Kompressor" ในภาษาเยอรมันที่สะกดอย่างพิถีพิถันมีให้เห็นในรถ Mercedes บางรุ่น แน่นอน มันจะสะดวกกว่ามากถ้าใช้ตัวย่อง่ายๆ เช่น CDI หรือ CGI แต่การสะกดคำทั้งคำอย่างรอบคอบในกรณีนี้ไม่ได้ตั้งใจ หากปราศจากสิ่งนี้ ผลกระทบทางการตลาดส่วนใหญ่จะหายไปหากความท้าทายคือการระลึกถึงช่วงเวลาอันรุ่งโรจน์ในชีวิตของผู้ผลิตรถยนต์หรูหรา เมื่อทุกอย่างมีพื้นฐานมาจากคติพจน์ของ Kompressor หรือ Nichts ("คอมเพรสเซอร์หรือไม่มีอะไรเลย")

ตัวย่อ TSI บนฝากระโปรงพลาสติกของ VW Golf GT ในปี 2005 ถูกจำกัดไว้มากกว่าเดิมมาก และไม่ได้หมายถึงการสร้างสะพานเชื่อมไปยังมรดกอันทรงเสน่ห์ ความอ่อนน้อมถ่อมตนมากเกินไปไม่ใช่คุณสมบัติอย่างหนึ่งของ VW และผู้ผลิต Wolfsburg ก็ไม่พลาดโอกาสที่จะระลึกถึงความสำเร็จบางอย่าง แต่ในกรณีนี้ ป้าย TSI จะต้องแสดงถึงความล้ำสมัยทางเทคนิค ไม่ใช่ประเพณี สูตรทางเทคโนโลยีที่วิศวกรของ VW ใช้นั้นเป็นเพียงความคิดเล็กน้อย ซับซ้อนพอๆ กับการใช้งาน เครื่องยนต์ขนาดเล็ก (ในกรณีนี้คือ 1,4 ลิตรเท่านั้น) ให้ประสิทธิภาพไดนามิกที่ยอดเยี่ยมและกำลังที่น่าประทับใจถึง 170 แรงม้า ต้องขอบคุณการทำงานร่วมกันของเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ทรงพลังและหน่วยเชิงกลขนาดเล็กแต่มีประสิทธิภาพที่เติมเต็ม "หลุม" ที่ถูกทำลายโดยพลังมหาศาลของเทอร์โบชาร์จเจอร์ และทำหน้าที่เป็นยาต้านอาการเสียของเครื่องยนต์ในช่วงแรก และเมื่อเราคิดว่าแนวคิดนี้ประสบความสำเร็จ เครื่องยนต์สองลิตรรุ่นใหม่ก็เข้ามามีบทบาท วอลโว่ซึ่งทรงพลังที่สุดมีระบบเติมเชื้อเพลิงแบบเดียวกับกลไกและเทอร์โบชาร์จเจอร์ ทั้งหมดนี้กระตุ้นให้เรากลับไปสู่ประวัติศาสตร์และระลึกถึงต้นแบบอันห่างไกลของผลงานชิ้นเอกทางวิศวกรรมสมัยใหม่ ใช่ ผลงานชิ้นเอก เนื่องจากการพัฒนาของวอลโว่ได้นำเสนอแนวทางการแก้ปัญหาทางเทคนิคที่น่าสนใจอย่างมากอีกครั้ง ซึ่งประสบความสำเร็จในการใช้รถแข่งราคาแพงมากเมื่อสองทศวรรษที่แล้ว สเปียร์เดลต้า S4

ตามที่กล่าวไปแล้วไม่มีอะไรซับซ้อนหรือแปลกเกี่ยวกับแนวคิดแนวคิดของเครื่องยนต์ VW และ Volvo เราดำรงอยู่มานานผ่านรูปแบบเชิงประสาทของราคาน้ำมันที่สูงและชุดของความท้าทายที่ซับซ้อนที่นักออกแบบยานยนต์ยุคใหม่ต้องเผชิญในภารกิจที่จะสร้างระบบส่งกำลังทั้งแบบไดนามิกและประหยัดน้ำมัน

ความตื่นเต้นของเทคโนโลยีไม่สามารถข้ามคอมเพรสเซอร์ในสองสายพันธุ์ได้ ยิ่งไปกว่านั้นปัจจุบันเทอร์โบชาร์จเจอร์เป็นหนึ่งในผู้เล่นหลักในการแข่งขันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดเติมเชื้อเพลิงใหม่ให้กับเรื่องราวเก่า ๆ ที่ย้อนกลับไปในปี 1885 ...

รูดอล์ฟดีเซลและเครื่องอัด

มีบางอย่างที่ให้ความรู้สึกซาบซึ้งในนวนิยายปลายศตวรรษที่ 1896 เกี่ยวกับรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในคันแรก อย่างไรก็ตามผู้สร้างของพวกเขาไม่ได้เป็นเพียง "นักเล่นแร่แปรธาตุ" ที่ทะเยอทะยานและโง่เขลาและนักทดลองที่คลั่งไคล้ แต่โดยทั่วไปแล้วเป็นคนที่มีการศึกษาสูงซึ่งมีสิ่งประดิษฐ์ที่มีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่จริงจัง เป็นฐานความรู้ที่มั่นคงที่ปลุกความคิดของ Gottlieb Daimler ในการเตรียมเครื่องยนต์เบนซินและน้ำมันก๊าดด้วยเครื่องอัดอากาศภายนอก น่าเสียดายที่ความพยายามครั้งแรกของเขาในทิศทางนี้ไม่ประสบความสำเร็จ และในที่สุด เขาก็ละทิ้งการพัฒนาต่อไป เห็นได้ชัดว่า ในเวลานั้น โอกาสในการบีบอัดอากาศบริสุทธิ์ล่วงหน้าที่เข้าสู่กระบอกสูบมีน้อยมาก พอจะกล่าวได้ว่า Daimler มีส่วนร่วมในการวิจัยเชิงรุกอีกครั้งในพื้นที่นี้หลังจากสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเท่านั้น เส้นทางของรูดอล์ฟ ดีเซล ก็คล้ายๆ กัน ในเวลาเดียวกันกับที่เขาพยายามใช้สิทธิบัตรของเขาในบริษัทน้ำมันรายใหญ่และลงเอยด้วยการขายสิทธิบัตรราคาแพงและแพงเกินไปให้กับพี่น้องโนเบลชาวสวีเดนที่ทำงานในแหล่งน้ำมันของรัสเซียในเทือกเขาคอเคซัส เขาได้วาดแผนภาพและหาวิธีต่อยอด ปรับปรุงประสิทธิภาพโดยหลักการแล้วเป็นเครื่องยนต์ความร้อนที่มีประสิทธิภาพพอสมควร ข้อเท็จจริงที่ไม่ค่อยมีใครทราบในวันนี้คือดีเซลติดตั้งหน่วยอัดล่วงหน้าในตัวอย่างห้องปฏิบัติการที่สอง ซึ่งทำงานที่ฐานการพัฒนา MAN ในเมืองเอาก์สบวร์ก และในเดือนธันวาคม พ.ศ. XNUMX เครื่องยนต์ดีเซลทั้งชุดที่มีคอมเพรสเซอร์ปรากฏขึ้น

ในเวลาต่อมาบทบาทของผู้ช่วยหลักของเครื่องยนต์ดีเซลจะถูกเล่นโดยเทอร์โบชาร์จเจอร์ซึ่งการประดิษฐ์ของรูดอล์ฟดีเซลจะเพิ่มขึ้นเป็นอันดับปัจจุบัน เครื่องยนต์ดีเซลของรูดอล์ฟรุ่นทดลองเครื่องแรกที่มีคอมเพรสเซอร์เชิงกลตั้งข้อสังเกตว่ากำลังเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่จากมุมมองด้านประสิทธิภาพสิ่งต่าง ๆ ไม่ได้เป็นสีดอกกุหลาบ ดีเซลซึ่งเศรษฐกิจของเครื่องยนต์มีความสำคัญยิ่งประเมินผลการทดลองของตัวเองเป็นลบ สำหรับวิศวกรที่เก่งกาจพวกเขากลายเป็นปริศนาที่แน่นอนและไม่ละลายน้ำแม้จะมีกฎของอุณหพลศาสตร์ที่รู้จักกันดีก็ตาม หลังจากเสร็จสิ้นการทดลองในพื้นที่นี้เขาได้เขียนสิ่งต่อไปนี้ในสมุดบันทึกของเขา:“ การทดลองที่ดำเนินการเมื่อวันที่ 28 มกราคม พ.ศ. 1897 และการเปรียบเทียบกับการทดลองก่อนหน้านี้เมื่อวันที่ 12 มกราคมทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับผลของการบีบอัดล่วงหน้า เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งดังนั้นจากนี้ไปเราต้องละทิ้งความคิดนี้และมุ่งเน้นไปที่เครื่องยนต์สี่สูบธรรมดาที่มีการดูดอากาศบริสุทธิ์จากบรรยากาศโดยตรงในรูปแบบปัจจุบัน " ขอบคุณพระเจ้าดีเซลอัจฉริยะเข้าใจผิดอย่างสุดซึ้งที่นี่! ต่อมาเป็นที่ชัดเจนว่าไม่ใช่ความคิดของการบังคับให้กรอกข้อมูลที่ผิด แต่เป็นวิธีการนำไปใช้ ...

เครื่องยนต์ดีเซลคอมเพรสเซอร์บนเรือ

หลังจากการทดลองที่ไม่ประสบความสำเร็จโดย Rudolf Diesel และข้อสรุปที่ผิดพลาดที่ตามมา นักออกแบบได้ละทิ้งการใช้อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นเวลานานเพื่อจัดหาอากาศบริสุทธิ์เพิ่มเติมโดยอาศัยความกดอากาศตามธรรมชาติเพียงอย่างเดียว วิธีดั้งเดิมและวิธีเดียวที่ได้รับการพิสูจน์แล้วเพื่อให้ได้กำลังมากขึ้นในเวลานั้นคือการเพิ่มระดับการกระจัดและความเร็ว เนื่องจากวิธีหลังนี้เป็นไปได้ทางเทคโนโลยี หมอกแห่งความหลงผิดยังคงอยู่เป็นเวลาสองทศวรรษจนกระทั่งเทคโนโลยีถึงระดับที่ต้องการ และบริษัทเครื่องยนต์ MAN จากเมืองเอาก์สบวร์กของเยอรมนีได้นำแนวคิดนี้เข้าสู่วาระการประชุมอีกครั้ง อันเป็นผลมาจากการทำงานอย่างเข้มข้นของ บริษัท ในช่วงต้นทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ผ่านมาหน่วยดีเซลที่ผลิตจำนวนมากเครื่องแรกที่มีการเติมเชื้อเพลิงแบบบังคับโดยใช้คอมเพรสเซอร์เชิงกลปรากฏขึ้น ในปีพ. ศ. 1924 มีเรือที่มีเครื่องยนต์ดีเซลคอมเพรสเซอร์อยู่แล้ว ซึ่งหนึ่งในนั้นสามารถหาทางออกทางเทคโนโลยีที่น่าสนใจซึ่งคอมเพรสเซอร์ไม่ได้ขับเคลื่อนโดยตรงจากเพลาข้อเหวี่ยง แต่มาจากมอเตอร์ไฟฟ้าที่ดัดแปลงเป็นพิเศษ (คุณสังเกตเห็นความคล้ายคลึงกับดีเซล V8 ในปัจจุบันบน Audi) เป็นผลให้เพิ่มกำลังของพวกเขาจากมาตรฐาน 900 เป็น 1200 แรงม้า แน่นอนในทุกกรณีเรากำลังพูดถึงหน่วยที่ขับเคลื่อนด้วยกลไก - แม้ว่าในตอนต้นของศตวรรษความคิดเกี่ยวกับเครื่องอัดแก๊สจะได้รับการจดสิทธิบัตร แต่เมื่อนำไปใช้ในรุ่นอนุกรมมันจะเป็น a เวลานาน. . การพัฒนาที่ช้ามากของเทคโนโลยีคอมเพรสเซอร์เกิดจากสองสาเหตุหลัก - ความตระหนักต่ำเกี่ยวกับพฤติกรรมของน้ำมันเบนซินที่มีแนวโน้มโดยธรรมชาติที่จะน็อค และความไม่แน่นอนเกี่ยวกับประสิทธิภาพของชุดคอมเพรสเซอร์ประเภทต่างๆ

การเติมเครื่องยนต์เบนซินเริ่มขึ้นในปี 1901 เมื่อ Sir Dugald Clerk (ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกเครื่องยนต์สองจังหวะ) ตัดสินใจที่จะใช้ปั๊มเพื่อบังคับให้อากาศบริสุทธิ์เข้าไปในห้องเผาไหม้ เครื่องยนต์ที่มีการกระจัดขนาดใหญ่ พนักงานให้ความสำคัญกับปัญหาของเครื่องยนต์ความร้อนอย่างจริงจังและเป็นวิทยาศาสตร์และด้วยอุปกรณ์นี้พยายามที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์โดยเจตนา อย่างไรก็ตามในท้ายที่สุดเขาก็เหมือนกับดีเซลก่อนหน้าเขาเท่านั้นที่สามารถเพิ่มพลังของเขาได้

เครื่องอัดรูทที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบันใช้อุปกรณ์สูบน้ำที่ได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Frank และ Philander Roots of Indiana ในช่วงปี 1907 หลักการทำงานของหน่วย Roots ยืมมาจากปั๊มเกียร์ที่คิดค้นขึ้นในศตวรรษที่ 100 โดย Johannes Kepler และการทดลองครั้งแรกของ Gottlieb Daimler และหัวหน้าวิศวกรของเขา Wilhelm Maybach ใช้เครื่องอัดของ Roots อย่างไรก็ตามผลลัพธ์ที่น่าประทับใจที่สุดของการเติมเชิงกลเชิงกลมาจากลีแชดวิกชาวอเมริกันซึ่งในปีพ. ศ. 80 ได้ติดตั้งคอมเพรสเซอร์ในเครื่องยนต์หกสูบขนาดใหญ่ของเขาด้วยความเร็วในการทำงานเก้าเท่าของความเร็วของเพลาข้อเหวี่ยง ดังนั้นแชดวิกจึงมีกำลังเพิ่มขึ้นอย่างมากและรถของเขากลายเป็นคันแรกในโลกที่ทำความเร็วได้อย่างเป็นทางการที่ XNUMX ไมล์ต่อชั่วโมง แน่นอนว่าในช่วงแรกของเทคโนโลยีนี้นักออกแบบหลายคนได้ทดลองใช้อุปกรณ์คอมเพรสเซอร์ประเภทอื่น ๆ เช่นหอยโข่งและใบพัด ในบรรดาแอปพลิเคชั่นสิทธิบัตรสามารถพบได้ในรุ่นก่อนหน้าของคอมเพรสเซอร์ลูกสูบโรตารีซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายใน XNUMX-ies ของศตวรรษที่ผ่านมาโดยหลาย บริษัท เช่นเดียวกับคอมเพรสเซอร์ใบพัดโดย Arnold Theodor Zoller

ด้วยเหตุนี้การเติมแบบบังคับจึงแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของความจุลิตรที่คาดไว้และกลายเป็นเครื่องมือที่เหมาะสำหรับการปรับปรุงพารามิเตอร์ไดนามิกของหน่วยที่ออกแบบไว้แล้ว

แต่รถยนต์ไม่ได้เป็นเพียงผู้สนับสนุนเท่านั้น - ตั้งแต่ปี 1913 เครื่องยนต์หัวรถจักรที่มีคอมเพรสเซอร์มีอยู่แล้วและในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งการชาร์จแบบบังคับกลายเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการชดเชยอากาศที่หายากในเครื่องบินระดับความสูง

(ติดตาม)

ข้อความ: Georgy Kolev