נסיעת מבחן Magic Fires: The History of Compressor Engineering II
החלק השני של הסדרה: עידן המדחסים - בעבר ובהווה
"קארל בלם באופן בלתי מורגש והביואיק עקף אותנו אט אט. כנפיים נוצצות רחבות זחלו על פנינו. הצרכן שפש בעוצמה עשן כחול בפנינו. בהדרגה צבר הביואיק כעשרים מטרים של עופרת ואז, כפי שציפינו, הופיעו פניו של הבעלים בחלון, מגחכים בניצחון.
הוא חשב שניצח ... הוא נתן לנו אותות ברוגע במיוחד, בטוח בנצחונו. באותו רגע קארל קפץ. המדחס התפוצץ. ופתאום היד המנופפת מהחלון נעלמה כשקרל נענה להזמנה והתקרב. הוא התקרב ללא שליטה.
1938 אריך מריה רמרק. "שלושה חברים". אהבה נידונה, נשמה הרוסה וערך של כמה עשרות דברים קטנים שמזכירים לנו שאנחנו מעריכים דברים פשוטים רק כשהם מתפוגגים בצורה חלקה ובלתי הפיכה. רומן על הזכות לחיות כאן ועכשיו, לחתור חופנים משמחות החיים, יצירת מופת על ערכים אנושיים עצומים ו... קארל היא מכונית עם אגו צנוע, אבל עם נשמה חסרת גבולות.
שלושה חברים פורסמו בנקודת מפנה בהיסטוריה האנושית בשנת 1938. חודשים ספורים לאחר הפרסום, ב -1 בספטמבר 1939, היום בו מכוניות הגרנד פרי התחרו במירוץ עז על הגרנד פרי היוגוסלבי, טנקים גרמנים חצו את הגבול לפולין והובילו את האנושות לנפילתה הגדולה ביותר. יום זה מסמן את סיומו של עידן בענף הרכב. עידן המדחסים מסתיים.
עד לאחרונה, המילה הגרמנית "קומפרסור" הכתובה בקפידה נראתה על לא מעט דגמי מרצדס. כמובן, יהיה הרבה יותר נוח להשתמש בקיצור פשוט כגון CDI או CGI, אך הכתיב המוקפד של המילה כולה במקרה זה אינו מקרי. בלעדיו, חלק ניכר מההשפעה השיווקית הייתה הולכת לאיבוד אם האתגר היה להיזכר באותן הזמנים המפוארים בחייה של יצרנית מכוניות יוקרה, כשהכל התבסס על המוטו של Kompressor oder Nichts ("מדחס או כלום").
ראשי התיבות TSI על מכסה המנוע הפלסטיק של פולקסווגן גולף GT בשנת 2005 היו הרבה יותר מאופקים ולא נועד לבנות גשרים אל איזו מורשת זוהרת. צניעות מוגזמת היא בהחלט לא אחת התכונות של פולקסווגן, ויצרנית וולפסבורג לא תפספס את ההזדמנות להיזכר בכמה מהצלחותיה, אבל במקרה הזה, תווית TSI הייתה חייבת להציג את האוונגרד הטכני, לא את המסורת. הנוסחה הטכנולוגית בה השתמשו מהנדסי פולקסווגן הייתה טריוויאלית כמו רעיון, מורכבת כמו יישום - מנוע קטן (במקרה זה, 1,4 ליטר בלבד) מספק ביצועים דינמיים מצוינים והספק מרשים של 170 כ"ס. הודות לטנדם של מגדש טורבו חזק ויחידה מכנית קטנה אך יעילה שממלאת את ה"חור" שנפגע מהכוח הרב של מגדש הטורבו ופועלת כמעין סם נגד תקלת המנוע הראשונית. ובדיוק כשחשבנו שהרעיון מוצלח, נכנס לזירה קו חדש של מנועי שני ליטר. וולוו, החזקה שבהן בעלת מערכת תדלוק זהה עם מגדשי טורבו מכניים. כל זה דוחף אותנו לחזור להיסטוריה ולהיזכר באבות הטיפוס הרחוקים של יצירות מופת הנדסיות מודרניות. כן, יצירות מופת, כי הפיתוח של וולוו שוב העלה על סדר היום פתרון טכני מעניין ביותר, שנעשה בו שימוש מוצלח במכונית מירוץ סופר יקרה לפני שני עשורים. חנית דלתא S4.
כאמור, אין שום דבר מסובך או מוזר ברעיון הרעיוני של מנועי פולקסווגן וולוו. זמן רב חיינו את הנושא הנוירולוגי של מחירי הדלק הגבוהים ואת מכלול האתגרים המורכב שעומדים בפני מעצבי הרכב המודרניים בשאיפתם ליצור מנועי חשמל דינמיים וגם חסכוניים בדלק.
מערבולת ההתרגשות הטכנולוגית לא יכלה לעקוף מדחסים בשני הזנים שלהם. יתר על כן, כיום מגדשי טורבו הם בין השחקנים העיקריים במירוץ ליעילות מרבית, ומוסיפים דלק חדש למדורה של סיפור ישן שתחילתו בשנת 1885 ...
רודולף דיזל ומכונות מדחס
יש משהו מהטעם הסנטימנטלי של רומן מסוף המאה ה-1896 על המכוניות הראשונות עם מנועי בעירה פנימית. אולם יוצריהם לא היו רק "אלכימאים" שאפתניים ובורים ונסיינים מטורפים, אלא בדרך כלל אנשים בעלי השכלה גבוהה שהמצאותיהם מבוססות על בסיס מדעי רציני. בסיס הידע האיתן הזה הוא שמעורר במוחו של גוטליב דיימלר את הרעיון לצייד את מנועי הבנזין והנפט שלו במכונת מדחס חיצונית. לרוע המזל, ניסיונותיו הראשונים בכיוון זה לא צלחו, ובסופו של דבר הוא נטש את המשך הפיתוח. ככל הנראה, באותה תקופה, הסיכוי לדחיסה מוקדמת של האוויר הצח שנכנס לצילינדרים היה קטן ביותר - די לומר שדיימלר שוב עסק במחקר פעיל בתחום זה רק לאחר תום מלחמת העולם הראשונה. דרכו של רודולף דיזל דומה. באותו זמן שהוא ניסה להפעיל את הפטנטים שלו בחברת נפט גדולה ובסופו של דבר מכר אותם יקר ויקר מדי לאחים שוודים נובל העובדים בשדות הנפט הרוסיים של הקווקז, הוא צייר דיאגרמות והבין איך להמשיך לשפר את היעילות. זה מנוע חום יעיל למדי באופן עקרוני. עובדה שלא ידועה כיום היא שדיזל התקינה יחידת קדם-דחיסה בדגימת המעבדה השנייה שלה, בעבודה בבסיס הפיתוח של MAN באוגסבורג, ובדצמבר XNUMX הופיעה סדרה שלמה של מנועי דיזל מצוידים במדחסים.
הרבה יותר מאוחר, את תפקיד העוזר הראשי של מנוע הדיזל ישחק מגדש הטורבו המפלט, שבזכותו המצאתו של רודולף דיזל תעלה לדרגתו הנוכחית. מנועי רודולף דיזל הניסויים הראשונים עם מדחס מכני ציינו את העלייה המשמעותית בהספק, אך מנקודת מבט יעילות הדברים לא היו ורודים כל כך. סולר, אשר לכלכלת המנוע יש חשיבות עליונה, מעריך את תוצאות הניסויים שלו כשליליות. עבור מהנדס מבריק הם הופכים לחידה מוחלטת ובלתי מסיסת, בניגוד לחוקי התרמודינמיקה הידועים שלו. לאחר שסיים את ניסוייו בתחום זה, כתב בפנקסו את הדברים הבאים: "ניסוי שנערך ב- 28 בינואר 1897, והשוואה לניסויים קודמים ב- 12 בינואר, העלה את שאלת השפעת הדחיסה המקדימה. ברור שזה מזיק ביותר, ולכן מעתה עלינו לנטוש את הרעיון הזה ולהתמקד במנוע ארבעה צילינדרים קונבנציונאלי עם כניסה ישירה של אוויר צח מהאטמוספרה בצורתו הנוכחית. " תודה לאל, דיזל הגאון טועה כאן עמוקות! מאוחר יותר התברר שלא הרעיון של מילוי מאולץ הוא שגוי, אלא דרך היישום שלו ...
מנועי דיזל מדחסים באוניות
לאחר סדרה של ניסויים לא מוצלחים של רודולף דיזל והמסקנות השגויות שבאו בעקבותיהם, המעצבים נטשו במשך זמן רב את השימוש במכשיר כזה לאספקה מאולצת של אוויר צח נוסף, תוך הסתמכות אך ורק על לחץ אטמוספרי טבעי. הדרך האורתודוקסית והמוכחת היחידה להשיג יותר כוח באותה תקופה הייתה להגביר את רמת התזוזה והמהירות, מכיוון שהאחרון אפשרי מבחינה טכנולוגית. ערפל ההזיות נמשך שני עשורים, עד שהטכנולוגיה הגיעה לרמה הנדרשת, וחברת המנועים MAN מהעיר הגרמנית אוגסבורג שוב העלתה את הרעיון הזה לסדר היום. כתוצאה מהעבודה האינטנסיבית של החברה בתחילת שנות ה-20 של המאה הקודמת, הופיעו יחידות הדיזל הראשונות בייצור המוני עם תדלוק מאולץ באמצעות מדחס מכני. בשנת 1924 כבר היו ספינות עם מנועי דיזל מדחסים, ביניהן ניתן למצוא פתרון טכנולוגי מעניין שבו המדחסים לא מונעים ישירות מגל הארכובה, אלא ממנועים חשמליים מותאמים במיוחד (שמתם לב לאנלוגיה עם דיזל V8 של היום באאודי) , כתוצאה מכך מה שמגדיל את ההספק שלהם מ-900 ל-1200 כ"ס הסטנדרטיים. כמובן שבכל המקרים האלה אנחנו מדברים על יחידות מונעות מכאניות - למרות שבתחילת המאה הרעיון של מדחס הגז היה רשום פטנט, עד שהוא ייושם בדגמים סדרתיים, זה יהיה הרבה זמן. . ההתפתחות האיטית ביותר של טכנולוגיית המדחסים נובעת משתי סיבות עיקריות – מודעות לקויה להתנהגות הבנזין עם נטייתם הטבועה לדפיקה ואי ודאות לגבי יעילותן של יחידות מדחסים מסוגים שונים.
מילוי מנועי בנזין החל בשנת 1901, כאשר סר דוגלד פקיד (שהיה אגב מחלוצי מנועי הדו-פעימה) החליט להשתמש במשאבה בכדי להכניס אוויר צח נוסף לתאי הבעירה. מנוע עם עקירה ענקית. הפקיד מתייחס לבעיות של מנועי חום ברצינות ומדעית, ועם מכשיר זה מבקש לשפר במכוון את היעילות התרמו-דינמית של המנוע. עם זאת, בסופו של דבר הוא, כמו דיזל לפניו, רק הצליח להגדיל את כוחו.
מדחסי השורשים הנפוצים ביותר כיום מבוססים על מכשיר שאיבה שעליו פטנט פרנק ופילנדר רוטס מאינדיאנה בשנות ה 1907. עקרון הפעולה של יחידת השורשים מושאל ממשאבת ההילוכים שהומצאה במאה ה -100 על ידי יוהנס קפלר, והניסויים הראשונים של גוטליב דיימלר והמהנדס הראשי שלו וילהלם מייבאך התבססו על מדחסי שורשים. התוצאה המרשימה ביותר של מילוי חיובי מכני, לעומת זאת, היא האמריקאית לי צ'אדוויק, שבשנת 80 התקינה מדחס על המנוע הענק בעל שישה הצילינדרים של מכוניתו, שמהירות העבודה שלו היא פי תשע ממהירות גל הארכובה. לפיכך, צ'דוויק השיג עלייה מפלצתית בכוח, ומכוניתו הפכה הראשונה בעולם שהגיעה למהירות הרשומה הרשמית של XNUMX מייל לשעה. כמובן שבימיה הראשונים של טכנולוגיה זו, מעצבים רבים התנסו בסוגים שונים אחרים של מכשירי מדחס כגון צנטריפוגלי ואן. בין בקשות הפטנטים ניתן למצוא את קודמו של מדחס הבוכנה הסיבובי, שנמצא בשימוש נרחב ב- XNUMX-ies של המאה הקודמת על ידי כמה חברות, כמו גם מדחס שבשבת מאת ארנולד תיאודור זולר.
כתוצאה מכך, מילוי מאולץ מצדיק את העלייה הצפויה בנפח הליטר ומתברר ככלי אידיאלי לשיפור הפרמטרים הדינמיים של יחידות שתוכננו כבר.
אבל מכוניות לא היו התומכים היחידים בה - כבר ב-1913 כבר היו קיימים מנועי קטר עם מדחס, ובמהלך מלחמת העולם הראשונה הפכה הטעינה הכפויה לאמצעי אידיאלי לפיצוי על אוויר מוזל במטוסים בגובה רב.
(לעקוב)
טקסט: ג'ורג'י קולב
