Testovací jízda Magic Fires: Historie techniky kompresorů II

Druhý díl série: Éra kompresorů - minulost a současnost

"Karl nepozorovaně zabrzdil a Buick nás pomalu předjel." Široká lesklá křídla se plazila kolem nás. Tlumič hluku hlasitě chrlil do našich tváří modrý kouř. Buick postupně získal asi dvacet metrů olova a poté, jak jsme očekávali, se v okně objevila tvář majitele a vítězoslavně se zazubila.

Myslel si, že vyhrál ... Dával nám signály obzvláště klidně, sebevědomý ve své vítězství. V tu chvíli Karl vyskočil. Kompresor explodoval. A najednou mávání rukou z okna zmizelo, když Karl přijal pozvání a přišel. Přistoupil nekontrolovatelně.

1938 Erich Maria Remarque. "Tři soudruzi". Láska odsouzená k zániku, zničená duše a hodnota pár desítek maličkostí, které nám připomínají, že jednoduchých věcí oceníme, až když hladce a nenávratně odezní. Román o výsadě žít tady a teď, veslovat hrstky radostí života, mistrovské dílo o nesmírných lidských hodnotách a... Carl je auto se skromným egem, ale s bezmeznou duší.

Tři soudruzi vyšli v bodě obratu v lidské historii v roce 1938. Pouhé měsíce po zveřejnění, 1. září 1939, v den, kdy vozy Grand Prix soutěžily v divokém závodě o Velkou cenu Jugoslávie, překročily německé tanky hranice do Polska a vedly lidstvo k největšímu pádu. Tento den znamená konec jedné éry v automobilovém průmyslu. Éra kompresorů končí.

Pečlivě psané německé slovo „Kompressor“ bylo donedávna vidět na spoustě modelů Mercedes. Samozřejmě by bylo mnohem pohodlnější použít jednoduchou zkratku, jako je CDI nebo CGI, ale pečlivé hláskování celého slova v tomto případě není náhodné. Bez toho by byla velká část marketingového dopadu ztracena, kdyby bylo výzvou připomenout si ty slavné časy v životě výrobce luxusních vozů, kdy vše vycházelo z hesla Kompressor nebo od Nichts („kompresor nebo nic“).

Zkratka TSI na plastové kapotě VW Golf GT v roce 2005 byla mnohem zdrženlivější a neměla stavět mosty k nějakému okouzlujícímu dědictví. Přílišná skromnost rozhodně nepatří ke kvalitám VW a wolfsburský výrobce by si nenechal ujít příležitost připomenout některé jeho úspěchy, v tomto případě však označení TSI muselo předvést technickou avantgardu, nikoli tradici. Technologický vzorec použitý inženýry VW byl stejně triviální jako nápad, stejně složitý jako implementace - malý motor (v tomto případě pouze 1,4 litru) poskytuje vynikající dynamický výkon a působivý výkon 170 koní. díky tandemu výkonného turbodmychadla a malé, ale účinné mechanické jednotky, která vyplňuje „díru“ zpustošenou velkým výkonem turbodmychadla a působí jako jakási droga proti prvotnímu selhání motoru. A právě když jsme si mysleli, že nápad byl úspěšný, vstoupila na scénu nová řada dvoulitrových motorů. Volvo, z nichž nejvýkonnější má stejný systém doplňování paliva s mechanickými a turbodmychadly. To vše nás vybízí k návratu do historie a připomenutí vzdálených prototypů moderních inženýrských mistrovských děl. Ano, mistrovská díla, protože vývoj Volva opět zařadil na pořad dne mimořádně zajímavé technické řešení, které bylo před dvěma desetiletími úspěšně použito u superdrahého závodního vozu. Oštěp Delta S4.

Jak již bylo zmíněno, na koncepční myšlence motorů VW a Volvo není nic složitého ani zvláštního. Dlouho jsme prožili neuralgické téma vysokých cen pohonných hmot a složitého souboru výzev, kterým moderní automobiloví designéři čelí při jejich snaze vytvořit dynamické a úsporné pohonné jednotky.

Vichr technologického vzrušení nemohl obejít kompresory v jejich dvou variantách. Kromě toho dnes patří turbodmychadla k hlavním hráčům v závodech o maximální účinnost a dodávají nové palivo do ohně starého příběhu z roku 1885 ...

Rudolph Diesel a kompresorové stroje

Je tu něco ze sentimentální chuti románu z konce 1896. století o prvních automobilech se spalovacím motorem. Jejich tvůrci však nebyli jen ambiciózní a neznalí „alchymisté“ a blázniví experimentátoři, ale zpravidla vysoce vzdělaní lidé, jejichž vynálezy jsou založeny na seriózním vědeckém základě. Právě tato solidní znalostní základna probouzí v mysli Gottlieba Daimlera myšlenku vybavit své benzínové a petrolejové motory externím kompresorovým strojem. Bohužel jeho první pokusy v tomto směru byly neúspěšné a nakonec od dalšího vývoje upustil. Šance na předběžné stlačení čerstvého vzduchu vstupujícího do válců byla zřejmě v té době extrémně malá – stačí konstatovat, že se Daimler opět věnoval aktivnímu výzkumu v této oblasti až po skončení první světové války. Cesta Rudolfa Diesela je podobná. Ve stejné době, kdy se snažil provozovat své patenty ve velké ropné společnosti a nakonec je prodal draze a příliš draze švédským bratrům Nobelovým pracujícím na ruských ropných polích na Kavkaze, nakreslil diagramy a přišel na to, jak dále zlepšit účinnost, v zásadě jde o poměrně účinný tepelný motor. Dnes málo známou skutečností je, že Diesel na svůj druhý laboratorní vzorek, pracující na vývojové základně MAN v Augsburgu, nainstaloval předkompresní jednotku a v prosinci XNUMX se objevila celá řada dieselových motorů vybavených kompresory.

Mnohem později bude roli hlavního asistenta vznětového motoru hrát výfukové turbodmychadlo, díky kterému se vynález Rudolfa Diesela dostane do současné úrovně. První experimentální dieselové motory Rudolf s mechanickým kompresorem zaznamenaly očekávané výrazné zvýšení výkonu, ale z hlediska účinnosti to nebylo tak růžové. Nafta, pro kterou má ekonomika motoru zásadní význam, hodnotí výsledky vlastních experimentů jako negativní. Pro brilantního inženýra se staly absolutní a neřešitelnou záhadou, navzdory jeho dobře známým zákonům termodynamiky. Po dokončení experimentů v této oblasti napsal do svého poznámkového bloku následující: „Experiment provedený 28. ledna 1897 a srovnání s předchozími experimenty 12. ledna vyvolalo otázku účinku předlisování. Je zřejmé, že je to extrémně škodlivé, takže od nynějška musíme tuto myšlenku opustit a zaměřit se na konvenční čtyřválcový motor s přímým přívodem čerstvého vzduchu z atmosféry v jeho současné podobě. “ Díky bohu, geniální Diesel se zde hluboce mýlí! Později vyšlo najevo, že není špatná myšlenka nuceného plnění, ale způsob její implementace….

Vznětové motory kompresorů na lodích

Po řadě neúspěšných experimentů Rudolfa Diesela a chybných závěrech, které na ně navazovaly, konstruktéři na dlouhou dobu upustili od použití takového zařízení pro nucený přísun dalšího čerstvého vzduchu a spoléhali pouze na přirozený atmosférický tlak. Jediným ortodoxním a osvědčeným způsobem, jak v té době dosáhnout většího výkonu, bylo zvýšení zdvihového objemu a úrovně rychlosti, protože ta je technologicky proveditelná. Mlha přeludů se táhla dvě desetiletí, dokud technika nedosáhla požadované úrovně a motorová společnost MAN z německého města Augsburg tuto myšlenku opět zařadila na pořad dne. V důsledku intenzivní práce společnosti na počátku 20. let minulého století se objevily první sériově vyráběné dieselové agregáty s nuceným doplňováním paliva pomocí mechanického kompresoru. V roce 1924 již existovaly lodě s kompresorovými dieselovými motory, mezi nimiž lze nalézt zajímavé technologické řešení, kdy kompresory nejsou poháněny přímo od klikové hřídele, ale od speciálně upravených elektromotorů (přirovnání s dnešním V8 dieselem jste si všimli u Audi) , což ve výsledku zvyšuje jejich výkon ze standardních 900 na 1200 koní. Samozřejmě, ve všech těchto případech mluvíme o mechanicky poháněných jednotkách - ačkoli na začátku století byla myšlenka plynového kompresoru patentována, v době, kdy bude implementován do sériových modelů, to bude dlouho. . Extrémně pomalý vývoj kompresorové technologie je způsoben dvěma hlavními důvody – špatná informovanost o chování benzínů s jejich vlastní tendencí ke klepání a nejistota ohledně účinnosti různých typů kompresorových jednotek.

Plnění benzínových motorů začalo v roce 1901, kdy se sir Dugald Clerk (mimochodem jeden z průkopníků dvoutaktního motoru) rozhodl použít čerpadlo k vytlačování dalšího čerstvého vzduchu do spalovacích komor. motor s velkým zdvihovým objemem. Úředník bere problémy tepelných motorů vážně a vědecky a pomocí tohoto zařízení se snaží záměrně zlepšit termodynamickou účinnost motoru. Nakonec se mu však stejně jako Dieselovi před ním podařilo jen zvýšit jeho sílu.

Nejčastěji používané kompresory Roots dnes jsou založeny na čerpacím zařízení patentovaném Frankem a Philander Roots z Indiany v sedmdesátých letech. Princip fungování jednotky Roots si vypůjčil zubové čerpadlo, které ve 1907. století vynalezl Johannes Kepler, a první experimenty Gottlieba Daimlera a jeho hlavního inženýra Wilhelma Maybacha byly založeny na kompresorech Roots. Nejpůsobivější výsledek mechanického pozitivního plnění však pochází od Američana Lee Chadwicka, který v roce 100 instaloval na svůj obrovský šestiválcový motor kompresor s pracovní rychlostí devítinásobnou rychlostí klikového hřídele. Chadwick tak dosáhl monstrózního zvýšení výkonu a jeho vůz jako první na světě dosáhl oficiálně registrované rychlosti 80 mil za hodinu. V počátcích této technologie samozřejmě mnoho designérů experimentovalo s různými jinými typy kompresorových zařízení, jako jsou odstředivá a lopatková. Mezi patentovými přihláškami lze najít předchůdce kompresoru s rotačními písty, široce používaného v XNUMX-ích minulého století několika společnostmi, a také lopatkový kompresor od Arnolda Theodora Zollera.

Výsledkem je nucené plnění, které ospravedlňuje očekávané zvýšení objemu litrů a ukázalo se, že je ideálním nástrojem pro zlepšení dynamických parametrů již navržených jednotek.

Jeho zastánci ale nebyly jen automobily – již v roce 1913 existovaly lokomotivní motory s kompresorem a nucené nabíjení se během první světové války stalo ideálním prostředkem pro kompenzaci řídkého vzduchu ve výškových letounech.

(následovat)

Text: Georgy Kolev