टेस्ट ड्राइव मैजिक फायर: कंप्रेसर तकनीक का इतिहास

श्रृंखला में हम जबरन ईंधन भरने और आंतरिक दहन इंजन के विकास के बारे में बात करेंगे।

वह कार ट्यूनिंग के शास्त्रों में एक पैगंबर हैं। वह डीजल इंजन का तारणहार है। कई वर्षों तक, गैसोलीन इंजन डिजाइनरों ने इस घटना की उपेक्षा की, लेकिन आज यह सर्वव्यापी होता जा रहा है। यह एक टर्बोचार्जर है... पहले से कहीं बेहतर।

इसके भाई, यंत्रचालित कंप्रेसर की भी दृश्य छोड़ने की कोई योजना नहीं है। इसके अलावा, वह एक ऐसे गठबंधन के लिए तैयार हैं जो एक आदर्श सहजीवन की ओर ले जाएगा। इस प्रकार, आधुनिक तकनीकी प्रतिद्वंद्विता की उथल-पुथल में, दो प्रागैतिहासिक विरोधी धाराओं के प्रतिनिधि एकजुट हुए, जिससे यह कहावत साबित हुई कि मतभेदों के बावजूद सत्य अपरिवर्तित रहता है।

खपत 4500 लीटर/100 किमी और ढेर सारी ऑक्सीजन

अंकगणित अपेक्षाकृत सरल है और पूरी तरह से भौतिकी के नियमों पर आधारित है ... यह मानते हुए कि लगभग 1000 किलोग्राम वजन वाली और निराशाजनक वायुगतिकीय ड्रैग के साथ कार 305 सेकंड से भी कम समय में 4,0 मीटर की यात्रा करती है, अंत में 500 किमी/घंटा की गति तक पहुंचती है खंड के अनुसार, इस कार की इंजन शक्ति 9000 hp से अधिक होनी चाहिए। इसी गणना से पता चलता है कि एक खंड के भीतर, 8400 आरपीएम पर घूमने वाले इंजन का स्पिनिंग क्रैंकशाफ्ट केवल लगभग 560 बार घूमने में सक्षम होगा, लेकिन यह 8,2 लीटर इंजन को लगभग 15 लीटर ईंधन को अवशोषित करने से नहीं रोकेगा। एक और सरल गणना के परिणामस्वरूप, यह स्पष्ट हो जाता है कि ईंधन की खपत के मानक माप के अनुसार, इस कार की औसत खपत 4500 एल / 100 किमी से अधिक है। एक शब्द में - चार हजार पांच सौ लीटर। वास्तव में, इन इंजनों में शीतलन प्रणाली नहीं होती है - इन्हें ईंधन से ठंडा किया जाता है ...

इन आंकड़ों में कुछ भी कल्पना नहीं है ... आधुनिक ड्रैग रेसिंग की दुनिया से ये बड़े, लेकिन काफी वास्तविक मूल्य हैं। रेसिंग कारों के रूप में अधिकतम त्वरण के लिए दौड़ में भाग लेने वाली कारों को संदर्भित करना शायद ही सही है, क्योंकि नीले धुएं में डूबे असली चार-पहिया निर्माण, फॉर्मूला 1 में उपयोग की जाने वाली आधुनिक ऑटोमोटिव तकनीक की क्रीम के साथ भी अतुलनीय हैं। इसलिए, हम करेंगे लोकप्रिय नाम "ड्रैगस्टर्स" का उपयोग करें। - निस्संदेह अपने तरीके से दिलचस्प, अनूठी कारें जो 305-मीटर ट्रैक के बाहर प्रशंसकों और पायलटों के लिए अद्वितीय संवेदनाएं प्रदान करती हैं, जिनके मस्तिष्क, 5 ग्राम के तेज त्वरण पर, संभवतः रंगीन द्वि-आयामी छवि का रूप ले लेते हैं खोपड़ी के पीछे

ये ड्रैगस्टर संभवतः संयुक्त राज्य अमेरिका में लोकप्रिय मोटरस्पोर्ट्स का सबसे प्रसिद्ध और सबसे प्रभावशाली रूप हैं, जो विवादास्पद रूप से नामित टॉप फ्यूल क्लास से संबंधित हैं। यह नाम रासायनिक यौगिक नाइट्रोमेथेन की चरम विशेषताओं पर आधारित है, जिसे राक्षसी मशीनें अपने इंजनों के लिए ईंधन के रूप में उपयोग करती हैं। इस विस्फोटक मिश्रण के प्रभाव में, इंजन ओवरलोड मोड में काम करते हैं और कुछ ही दौड़ में अनावश्यक धातु के ढेर में बदल जाते हैं, और ईंधन के लगातार विस्फोट करने की प्रवृत्ति के कारण, उनके संचालन की ध्वनि उन्मादी गर्जना के समान होती है। एक जानवर जो आपके जीवन के अंतिम क्षण गिन रहा है। इंजनों में होने वाली प्रक्रियाओं की तुलना केवल पूर्णतया अनियंत्रित अराजकता से की जा सकती है, जो शारीरिक आत्म-विनाश की खोज पर आधारित है। आमतौर पर, पहले खंड के अंत में, सिलेंडरों में से एक विफल हो जाता है। इस पागल खेल में उपयोग किए जाने वाले इंजनों की शक्ति उन मूल्यों तक पहुंचती है जिन्हें दुनिया में कोई भी डायनेमोमीटर नहीं माप सकता है, और मशीनों का दुरुपयोग वास्तव में इंजीनियरिंग अतिवाद की सभी सीमाओं को पार कर जाता है...

लेकिन आइए अपनी कहानी के मुद्दे पर वापस आएं और नाइट्रोमेथेन ईंधन (कुछ प्रतिशत संतुलन मेथनॉल के साथ मिश्रित) के गुणों पर करीब से नज़र डालें, जो बिना किसी संदेह के ऑटोमोबाइल रेसिंग के किसी भी रूप में उपयोग किया जाने वाला सबसे शक्तिशाली पदार्थ है। गतिविधि। इसके अणु (CH3NO2) में प्रत्येक कार्बन परमाणु में दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, जिसका अर्थ है कि ईंधन अपने साथ दहन के लिए आवश्यक अधिकांश ऑक्सीडाइज़र ले जाता है। इसी कारण से, नाइट्रोमेथेन की प्रति लीटर ऊर्जा सामग्री प्रति लीटर गैसोलीन की तुलना में कम है, लेकिन इंजन द्वारा दहन कक्षों में खींची जा सकने वाली ताजी हवा की समान मात्रा के साथ, जलने पर नाइट्रोमेथेन काफी अधिक मात्रा में ऊर्जा प्रदान करेगा। . . यह संभव है क्योंकि इसमें स्वयं ऑक्सीजन होता है और इसलिए यह ईंधन के अधिकांश हाइड्रोकार्बन घटकों (आमतौर पर ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में गैर-ज्वलनशील) को ऑक्सीकरण कर सकता है। दूसरे शब्दों में, नाइट्रोमेथेन में गैसोलीन की तुलना में 3,7 गुना कम ऊर्जा होती है, लेकिन हवा की समान मात्रा के साथ, गैसोलीन की तुलना में 8,6 गुना अधिक नाइट्रोमेथेन का ऑक्सीकरण किया जा सकता है।

ऑटोमोबाइल इंजन में दहन प्रक्रियाओं से परिचित कोई भी जानता है कि आंतरिक दहन इंजन से अधिक शक्ति "निचोड़ने" के साथ वास्तविक समस्या कक्षों में ईंधन के प्रवाह को बढ़ाने के लिए नहीं है - शक्तिशाली हाइड्रोलिक पंप इसके लिए पर्याप्त हैं। अत्यधिक उच्च दबाव तक पहुँचना। असली चुनौती हाइड्रोकार्बन को ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त हवा (या ऑक्सीजन) प्रदान करना है और सबसे कुशल दहन को सुनिश्चित करना है। इसीलिए ड्रैगस्टर ईंधन नाइट्रोगेटन का उपयोग करता है, जिसके बिना 8,2 लीटर के विस्थापन वाले इंजन के साथ इस क्रम के परिणाम प्राप्त करना पूरी तरह से अकल्पनीय होगा। उसी समय, कारें काफी समृद्ध मिश्रणों के साथ काम करती हैं (कुछ शर्तों के तहत, नाइट्रोमेथेन ऑक्सीकरण करना शुरू कर सकता है), जिसके कारण कुछ ईंधन निकास पाइपों में ऑक्सीकृत हो जाते हैं और उनके ऊपर प्रभावशाली जादुई रोशनी बनाते हैं।

टॉर्क 6750 न्यूटन मीटर

इन इंजनों का औसत टॉर्क 6750 Nm तक पहुँच जाता है। आपने शायद पहले ही देखा है कि इस पूरे अंकगणित में कुछ अजीब है ... तथ्य यह है कि संकेतित सीमा मूल्यों तक पहुंचने के लिए, 8400 आरपीएम पर चलने वाले प्रत्येक सेकंड में इंजन को 1,7 क्यूबिक मीटर से कम नहीं चूसना चाहिए। ताजी हवा। ऐसा करने का एक ही तरीका है - जबरन भरना। इस मामले में मुख्य भूमिका एक विशाल क्लासिक रूट्स-टाइप मैकेनिकल यूनिट द्वारा निभाई जाती है, जिसकी बदौलत ड्रैगस्टर इंजन (प्रागैतिहासिक क्रिसलर हेमी एलिफेंट से प्रेरित) के कई गुना दबाव 5 बार तक पहुंच जाता है।

इस मामले में कौन से भार शामिल हैं, इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए, आइए एक उदाहरण के रूप में यांत्रिक कंप्रेशर्स के स्वर्ण युग की किंवदंतियों में से एक लें - एक 3,0-लीटर रेसिंग V12। मर्सिडीज-बेंज W154। इस मशीन की शक्ति 468 hp थी। के साथ, लेकिन यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि कंप्रेसर ड्राइव ने 150 hp की भारी मात्रा ली। साथ।, निर्दिष्ट 5 बार तक नहीं पहुंच रहा है। यदि हम अब खाते में 150 हजार एस जोड़ते हैं, तो हम इस निष्कर्ष पर पहुंचेंगे कि W154 में वास्तव में अपने समय के लिए अविश्वसनीय 618 hp था। आप खुद अंदाजा लगा सकते हैं कि टॉप फ्यूल क्लास के इंजन कितनी वास्तविक शक्ति हासिल करते हैं और इसका कितना हिस्सा मैकेनिकल कंप्रेसर ड्राइव द्वारा अवशोषित किया जाता है। बेशक, इस मामले में एक टर्बोचार्जर का उपयोग अधिक कुशल होगा, लेकिन इसका डिज़ाइन निकास गैसों से अत्यधिक ताप भार का सामना नहीं कर सका।

संकुचन की शुरुआत

ऑटोमोबाइल के अधिकांश इतिहास के लिए, आंतरिक दहन इंजनों में एक सकारात्मक इग्निशन इकाई की उपस्थिति विकास के प्रासंगिक चरण के लिए नवीनतम तकनीक का प्रतिबिंब थी। यह 2005 का मामला था, जब ऑटोमोटिव उद्योग और खेल में तकनीकी नवाचार के लिए प्रतिष्ठित पुरस्कार, पत्रिका के संस्थापक पॉल पिएत्श के नाम पर, वीडब्ल्यू इंजन विकास के प्रमुख रुडोल्फ क्रेब्स और उनकी विकास टीम को प्रदान किया गया था। 1,4-लीटर गैसोलीन इंजन में ट्विनचार्जर तकनीक का अनुप्रयोग। एक तुल्यकालिक यांत्रिक प्रणाली और एक टर्बोचार्जर द्वारा सिलेंडरों के संयुक्त मजबूर भरने के लिए धन्यवाद, इकाई कुशलतापूर्वक छोटे इंजनों की दक्षता और अर्थव्यवस्था के साथ बड़े-विस्थापन स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड इंजनों की समान टोक़ वितरण और उच्च शक्ति विशेषता को जोड़ती है। ग्यारह साल बाद, VW का 11-लीटर TSI इंजन (मिलर चक्र के उपयोग के कारण इसकी प्रभावी कमी की भरपाई के लिए थोड़े बढ़े हुए विस्थापन के साथ) में अब अधिक उन्नत VNT टर्बोचार्जर तकनीक है और इसे फिर से पॉल पीच पुरस्कार के लिए नामांकित किया गया है।

वास्तव में, गैसोलीन इंजन और वेरिएबल ज्योमेट्री टर्बोचार्जिंग वाली पहली उत्पादन कार, पोर्श 911 टर्बो, 2005 में जारी की गई थी। दोनों कंप्रेसर, पॉर्श आर एंड डी इंजीनियरों और बोर्ग वार्नर टर्बो सिस्टम्स, वीडब्ल्यू में उनके सहयोगियों द्वारा संयुक्त रूप से विकसित किए गए, टर्बोडीज़ल इकाइयों में परिवर्तनीय ज्यामिति के प्रसिद्ध और लंबे समय से स्थापित विचार का उपयोग करते हैं, जिसे गैसोलीन इंजन में लागू नहीं किया गया था। उच्च (डीजल की तुलना में लगभग 200 डिग्री) औसत निकास गैस तापमान के साथ समस्या। इसे प्राप्त करने के लिए, एयरोस्पेस उद्योग से गर्मी प्रतिरोधी मिश्रित सामग्री का उपयोग गैस गाइड वेन और नियंत्रण प्रणाली में एक अल्ट्रा-फास्ट नियंत्रण एल्गोरिदम के लिए किया गया था। VW इंजीनियरों की उपलब्धि.

टर्बोचार्जर का स्वर्ण युग

745 में 1986i के बंद होने के बाद, बीएमडब्ल्यू पेट्रोल इंजन के लिए अपने डिजाइन दर्शन पर दृढ़ रहा, जिसमें अधिक शक्ति प्राप्त करने का एकमात्र "रूढ़िवादी" तरीका इंजन को उच्च गति पर चलाना था। मर्सिडीज (सी 200 कॉम्प्रेसर) या टोयोटा (कोरोला कंप्रेसर) जैसे मैकेनिकल कंप्रेशर्स के साथ कोई विधर्म या छेड़खानी नहीं, वीडब्ल्यू या ओपल टर्बोचार्जर के प्रति कोई पूर्वाग्रह नहीं। म्यूनिख इंजन बिल्डरों ने उच्च-आवृत्ति भरने और सामान्य वायुमंडलीय दबाव, उच्च-तकनीकी समाधानों के उपयोग और चरम मामलों में, बड़े विस्थापन को प्राथमिकता दी। बवेरियन इंजनों पर आधारित कंप्रेसर प्रयोगों को म्यूनिख चिंता के करीब, ट्यूनिंग कंपनी एल्पिना द्वारा लगभग पूरी तरह से "फकीरों" में स्थानांतरित कर दिया गया था।

आज, बीएमडब्ल्यू स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड पेट्रोल इंजन का उत्पादन नहीं करता है, और डीजल इंजन लाइनअप में पहले से ही एक चार-सिलेंडर टर्बोचार्ज्ड इंजन शामिल है। वोल्वो एक यांत्रिक और टर्बोचार्जर के साथ ईंधन भरने के संयोजन का उपयोग करता है, ऑडी ने एक इलेक्ट्रिक कंप्रेसर और दो कैस्केड टर्बोचार्जर के संयोजन के साथ एक डीजल इंजन बनाया है, मर्सिडीज में एक इलेक्ट्रिक और एक टर्बोचार्जर वाला गैसोलीन इंजन है।

हालांकि, उनके बारे में बात करने से पहले, हम इस तकनीकी परिवर्तन की जड़ों को खोजने के लिए समय पर वापस जाएंगे। हम सीखेंगे कि अस्सी के दशक में दो तेल संकटों के परिणामस्वरूप इंजन के आकार में कमी की भरपाई के लिए अमेरिकी निर्माताओं ने टर्बो तकनीक का उपयोग करने की कोशिश कैसे की और कैसे वे इन प्रयासों में विफल रहे। हम कंप्रेसर इंजन बनाने के रुडोल्फ डीजल के असफल प्रयासों के बारे में बात करेंगे। हम 20 और 30 के दशक में कंप्रेसर इंजनों के गौरवशाली युग के साथ-साथ गुमनामी के लंबे वर्षों को याद रखेंगे। बेशक, हम 70 के दशक के पहले बड़े तेल संकट के बाद टर्बोचार्जर के पहले उत्पादन मॉडल की उपस्थिति को याद नहीं करेंगे। या स्कैनिया टर्बो कंपाउंड सिस्टम के लिए। संक्षेप में - हम आपको कंप्रेसर प्रौद्योगिकी के इतिहास और विकास के बारे में बताएंगे...

(पीछा करना)

पाठ: जॉर्जी कोल्लेव