Тестна вожња Магиц Фирес: историја технологије компресора

У овој серији ћемо говорити о присилном пуњењу горивом и развоју мотора са унутрашњим сагоревањем.

Он је пророк у светим списима о подешавању аутомобила. Он је спасилац дизел мотора. Дуги низ година дизајнери бензинских мотора занемаривали су овај феномен, али данас постаје свеприсутан. То је турбопуњач... Бољи него икад.

Ни његов брат, компресор на електрични погон, не планира да напусти сцену. Штавише, спреман је за савез који ће довести до савршене симбиозе. Тако су се у превирању модерног технолошког ривалства ујединили представници две праисторијске супротстављене струје, доказујући максиму да истина остаје иста без обзира на разлику у погледима.

Потрошња 4500 л / 100 км и пуно кисеоника

Аритметика је релативно једноставна и заснива се искључиво на законима физике... Под претпоставком да аутомобил тежак око 1000 кг и безнадежног аеродинамичког отпора пређе 305 метара из места за мање од 4,0 секунде, достижући на крају брзину од 500 км/х. одсека, снага мотора овог аутомобила мора бити већа од 9000 КС. Исти прорачуни показују да ће у оквиру једне секције, ротирајућа радилица мотора који се окреће на 8400 о/мин моћи да се окрене само око 560 пута, али то неће спречити 8,2-литарски мотор да апсорбује око 15 литара горива. Као резултат још једне једноставне рачунице, постаје јасно да, према стандардној мери потрошње горива, просечна потрошња овог аутомобила износи више од 4500 л / 100 км. Једном речју - четири хиљаде пет стотина литара. У ствари, ови мотори немају системе за хлађење - они се хладе горивом ...

У овим цифрама нема ничег фикције ... Ово су велике, али сасвим стварне вредности из света модерних драг трка. Тешко је да се аутомобили који учествују у тркама за максимално убрзање називају тркачким аутомобилима, јер су надреалне креације на четири точка, обавијене плавим димом, неупоредиве чак и са кремом савремене аутомобилске технологије која се користи у Формули 1. Стога ћемо користите популарни назив "драгстерс" . – Несумњиво занимљиви на свој начин, јединствени аутомобили који пружају јединствене сензације како навијачима ван стазе од 305 метара тако и пилотима чији мозак, при брзом убрзању од 5 г, вероватно поприма облик обојене дводимензионалне слике на задњи део лобање

Ови драгстери су вероватно најпознатији и најупечатљивији облик популарног мото спорта у Сједињеним Државама, који припадају контроверзној класи Топ Фуел. Назив се заснива на екстремним перформансама хемикалије нитрометан коју паклене машине користе као гориво за своје моторе. Под утицајем ове експлозивне смеше мотори раде у режиму преоптерећења и за само неколико трка претварају се у гомилу непотребног метала, а због склоности горива непрекидној детонацији, звук њиховог деловања подсећа на хистерични рик звери који броји последње тренутке вашег живота. Процеси у моторима се могу упоредити само са апсолутним неконтролисаним хаосом који се граничи са тежњом за физичким самоуништењем. Обично један од цилиндара откаже на крају првог дела. Снага мотора који се користе у овом лудом спорту достиже вредности које ниједан динамометар на свету не може да измери, а злоупотреба машина заиста премашује све границе инжењерског екстремизма ...

Али, вратимо се срцу наше приче и поближе размотримо својства нитрометанског горива (помешаног са неколико одсто балансирајућег метанола), који је без сумње најмоћнија супстанца која се користи у било ком облику аутомобилских трка. активност. Сваки атом угљеника у свом молекулу (ЦХ3НО2) има два атома кисеоника, што значи да гориво са собом носи већину оксиданса потребног за сагоревање. Из истог разлога, садржај енергије по литру нитрометана нижи је него по литру бензина, али са истом количином свежег ваздуха који мотор може да увуче у коморе за сагоревање, нитрометан ће пружити знатно више укупне енергије при сагоревању. ... То је могуће јер сам садржи кисеоник и зато може оксидирати већину компонената угљоводоничног горива (обично незапаљиво у одсуству кисеоника). Другим речима, нитрометан има 3,7 пута мање енергије од бензина, али са истом количином ваздуха, 8,6 пута више нитрометана може да се оксидира од бензина.

Свако ко је упознат са процесима сагоревања у аутомобилском мотору зна да прави проблем са „исцеђивањем“ веће снаге из мотора са унутрашњим сагоревањем није повећање протока горива у коморе – за то су довољне снажне хидрауличне пумпе. достижући изузетно висок притисак. Прави изазов је обезбедити довољно ваздуха (или кисеоника) за оксидацију угљоводоника и обезбедити најефикасније могуће сагоревање. Зато драгстер гориво користи нитрогетан, без којег би било потпуно незамисливо постићи резултате овог реда са мотором запремине 8,2 литра. Истовремено, аутомобили раде са прилично богатим смешама (под одређеним условима, нитрометан може почети да оксидира), због чега се део горива оксидује у издувним цевима и формира импресивна магична светла изнад њих.

Обртни момент 6750 њутон метара

Просечан обртни момент ових мотора достиже 6750 Нм. Вероватно сте већ приметили да у целој овој аритметици има нечег чудног... Чињеница је да да би достигли назначене граничне вредности, сваке секунде мотор који ради на 8400 обртаја у минути мора да усисава ни више, ни мање од 1,7 кубних метара свеж ваздух. Постоји само један начин да се то уради - присилно пуњење. Главну улогу у овом случају игра огромна класична механичка јединица типа Рутс, захваљујући којој притисак у разводницима драгстер мотора (инспирисан праисторијским Цхрислер Хеми Елепхантом) достиже невероватних 5 бара.

Да бисмо боље разумели која оптерећења су укључена у овом случају, узмимо као пример једну од легенди златног доба механичких компресора - тркачки В3,0 од 12 литара. Мерцедес-Бенз В154. Снага ове машине била је 468 КС. с., али треба имати на уму да је погон компресора узимао огромних 150 КС. с., не достижући наведених 5 бара. Ако сада на рачун додамо 150 хиљада с, доћи ћемо до закључка да је В154 заиста имао невероватних 618 КС за своје време. Можете сами проценити колику стварну снагу постижу мотори у класи Топ Фуел и колико је апсорбује механички погон компресора. Наравно, употреба турбо пуњача у овом случају би била много ефикаснија, али његов дизајн није могао да се носи са екстремним топлотним оптерећењем издувних гасова.

Почетак контракције

Током већег дела историје аутомобила, присуство јединице присилног паљења у моторима са унутрашњим сагоревањем одраз је најновије технологије за одговарајући ступањ развоја. То је био случај 2005. године када је престижна награда за технолошке иновације у аутомобилској и спортској индустрији, названа по оснивачу часописа, Паулу Пеацху, уручена шефу ВВ-овог развоја мотора Рудолфу Кребсу и његовом развојном тиму. примена технологије Твинцхаргер у 1,4-литарском бензинском мотору. Захваљујући комбинованом принудном пуњењу цилиндара помоћу синхроног механичког система и турбопуњача, јединица вешто комбинује равномерну расподелу обртног момента и велику снагу типичну за атмосферске моторе великог запремине са економичношћу и економичношћу малих мотора. Једанаест година касније, ВВ-ов 11-литарски ТСИ мотор (са мало повећаним запремином ради компензације ефикасног стезања услед коришћеног Милеровог циклуса) сада има много напреднију технологију ВНТ турбопуњача и поново је номинован за награду Паул Пеацх.

Заправо, први серијски аутомобил са бензинским мотором и турбопуњачем променљиве геометрије, Порсцхе 911 Турбо је објављен 2005. Оба компресора, која су заједно развили инжењери Порсцхе-а за истраживање и развој и њихове колеге из компаније Борг Варнер Турбо Системс, ВВ користе добро познату и дуго утврђену идеју променљиве геометрије у турбодизелским јединицама, која због проблема није примењена у бензинским моторима са вишом (око 200 степени у поређењу са дизелом) просечном температуром издувних гасова. За то су коришћени композитни материјали отпорни на топлоту из ваздухопловне индустрије за лопатице за вођење гаса и ултра-брзи алгоритам управљања у систему управљања. Успех ВВ инжењера.

Златно доба турбопуњача

Од укидања 745и 1986. године, БМВ је дуго бранио сопствену филозофију дизајна за бензинске моторе, према којој је једини "ортодоксни" начин постизања веће снаге био рад мотора при високим обртајима. Нема јереси и кокетирања са механичким компресорима а ла Мерцедес (Ц 200 Компрессор) или Тоиотом (Цоролла Цомпрессор), нема пристрасности према ВВ или Опеловим турбопуњачима. Произвођачи мотора у Минхену дали су предност високофреквентном пуњењу и нормалном атмосферском притиску, употреби високотехнолошких рјешења и, у екстремним случајевима, већим помаком. Компресорске експерименте засноване на баварским моторима тјунерска компанија Алпина, која је блиска минхенском концерну, готово је у потпуности пренела на „факире“.

Данас БМВ више не производи бензинске моторе са природним усисавањем, а линија дизел мотора већ укључује четвороцилиндрични мотор са турбопуњачем. Волво користи комбинацију точења горива са механичким и турбо пуњачем, Ауди је направио дизел мотор са комбинацијом електричног компресора и два каскадна турбопуњача, Мерцедес има бензински мотор са електричним и турбо пуњачем.

Међутим, пре него што говоримо о њима, вратићемо се у прошлост да бисмо пронашли корене ове технолошке транзиције. Сазнаћемо како су амерички произвођачи покушали да користе турбо технологију да компензују смањење запремине мотора као резултат две нафтне кризе осамдесетих и како су у тим покушајима пропали. Говорићемо о неуспешним покушајима Рудолфа Дизела да створи компресорски мотор. Памтићемо славну еру компресорских мотора 20-их и 30-их година, као и дуге године заборава. Наравно, неће нам недостајати ни појављивање првих производних модела турбопуњача након прве веће нафтне кризе 70-их. Или за Сцаниа Турбо систем спојева. Укратко - рећи ћемо вам о историји и еволуцији технологије компресора ...

(пратити)

Текст: Георгије Колев