試駕 Magic Fires：壓縮機裝備的歷史 II

系列的第二部分：壓縮機時代 - 過去與現在

「卡爾悄悄地放慢了速度，別克車慢慢地從我們身邊駛過。寬闊閃亮的翅膀從我們身邊爬過。消音器大聲地向我們臉上噴出藍色的煙霧。漸漸地，別克車領先了大約二十米，然後，正如我們所料，車主的臉出現在車窗裡，得意地笑著。

他以為他贏了……他特別平靜地向我們發出信號，對他的勝利充滿信心。就在這時，卡爾跳了起來。壓縮機爆炸了。突然，窗外揮舞的手消失了，卡爾接受了邀請，走了過去。他不受控制地靠近。

1938 年埃里希·瑪麗亞·雷馬克。《三位同志》注定的愛、破碎的靈魂和幾十件小事的價值提醒我們，只有當簡單的事物順利且不可逆轉地消失時，我們才會珍惜它們。一部關於生活在此時此地的特權的小說，汲取生活的樂趣，一部關於不可估量的人類價值觀的傑作，而且......卡爾是一輛有著謙虛的自我，但擁有無限靈魂的汽車。

長篇小說《三個同志》出版於1938年人類歷史的轉捩點。出版後僅幾個月，即 1 年 1939 月 XNUMX 日，在南斯拉夫大獎賽激烈角逐的當天，德國坦克越過邊境進入波蘭，給人類帶來了最嚴重的滅亡。這一天標誌著汽車產業一個時代的結束。「壓縮機時代」即將結束。

直到最近，不少梅賽德斯車型都帶有精心書寫的德語單字「Kompressor」。當然，使用 CDI 或 CGI 等簡單縮寫會方便得多，但在這種情況下整個單字的精心拼寫並非偶然。如果沒有它，如果任務是回憶豪華汽車製造商生命中的輝煌時光，那麼一切行銷影響力都會喪失，因為當時一切都基於 Kompressor oder Nichts（「壓縮機或無」）座右銘。

2005 年大眾高爾夫 GT 塑膠引擎蓋上的 TSI 縮寫顯得更加謹慎，根本不是為了與某些迷人的歷史遺產建立橋樑。過度謙虛當然不是大眾的品質之一，這家沃爾夫斯堡製造商也不會錯過回顧其成功經歷的機會，但在這種情況下，TSI 標籤的目的是展示技術前衛而不是傳統。大眾工程師使用的技術公式既是一個簡單的想法，又是一個複雜的實施方案 - 小型發動機（在本例中只有 1,4 升）提供了出色的動態性能和 170 馬力的令人印象深刻的功率。由於強大的渦輪增壓器和小而有效的機械單元的串聯，填補了渦輪增壓器大功率所清空的“洞”，並充當了針對發動機最初故障的一種藥物。正當我們認為這個想法成功時，一系列新的兩公升引擎出現了。沃爾沃，其中最強大的具有相同的帶有機械和渦輪增壓器的燃油系統。這一切都鼓勵我們回到歷史，記住現代工程傑作的遙遠原型。是的，傑作，因為沃爾沃的開發再次將一項極其有趣的技術解決方案提上日程，該解決方案在二十年前曾成功應用於一輛超昂貴的賽車上。矛三角洲 S4。

正如已經提到的，大眾和沃爾沃引擎的概念概念並沒有什麼複雜或奇怪的地方。我們長期以來一直經歷著高油價這一令人神經緊張的主題，以及現代汽車設計師在尋求創造動態且節能的動力系統時所面臨的一系列複雜挑戰。

技術炒作的旋風無法繞過這兩種壓縮機。此外，如今渦輪增壓器已成為最高效率競賽的主要參與者之一，為可追溯至 1885 年的古老故事增添了新的燃料…

魯道夫柴油引擎和壓縮機機器

關於第一輛內燃機汽車的故事有點像 1896 世紀末小說的感傷味道。然而，它們的創造者不僅僅是雄心勃勃、無知的「煉金術士」和瘋狂的實驗家，而且通常是受過高等教育的人，他們的發明是建立在堅實的科學基礎上的。正是這種嚴肅的知識基礎在戈特利布·戴姆勒的腦海中喚醒了為他的汽油和煤油發動機配備外部壓縮機的想法。不幸的是，他在這個方向上的第一次嘗試並不成功，他最終放棄了進一步的開發。顯然，當時預壓縮新鮮空氣進入氣缸的機會極小——可以說，戴姆勒直到第一次世界大戰結束後才再次開始積極研究這一領域。魯道夫·迪塞爾的道路與此類似。同時，當他試圖向一家大型石油公司爭取他的專利並最終以昂貴的價格將其出售給在俄羅斯高加索油田工作的瑞典諾貝爾兄弟時，他畫了圖表並找出瞭如何進一步提高效率，原則上這是一個非常有效率的熱機。今天鮮為人知的事實是，Diesel 在其位於奧格斯堡的MAN 開發基地的第二個實驗室模型上安裝了預壓縮裝置，並於XNUMX 年XNUMX 月出現了配備壓縮機的全系列柴油發動機。

很久以後，廢氣渦輪增壓器將扮演柴油引擎主要助手的角色，魯道夫柴油引擎的發明也因此提升到了目前的水平。魯道夫·柴油機的第一台帶有機械壓縮機的實驗發動機指出，預計功率會顯著增加，但從效率的角度來看，情況並不那麼樂觀。柴油引擎的經濟性是其主要考慮因素，它自己的實驗結果評估是否定的。對於一位才華橫溢的工程師來說，它們成為一個絕對且無法解決的謎團，這與他眾所周知的熱力學定律背道而馳。完成這方面的實驗後，他在筆記本上寫道：「28年1897月12日進行的實驗，以及與XNUMX月XNUMX日之前實驗的比較，提出了預壓縮效應的問題。顯然這是極其有害的，所以從現在開始我們必須放棄這個想法，專注於傳統的四缸發動機，以目前的形式直接從大氣中吸入新鮮空氣。” 感謝上帝，天才迪塞爾在這裡犯了一個嚴重的錯誤！後來發現，錯的不是強制填充的想法本身，而是實現的方法…

船上的壓縮機柴油機

在魯道夫·迪塞爾進行了一系列不成功的實驗以及隨之而來的錯誤結論之後，設計者很長一段時間放棄了使用這種裝置來強制供應額外的新鮮空氣，而僅依靠自然大氣壓力。當時獲得更大功率的唯一正統且經過驗證的方法是增加排氣量和速度水平，因為後者在技術上是可行的。這種誤解持續了二十年，直到技術達到必要的水平，來自德國奧格斯堡市的曼發動機公司將這個想法重新提上議程。經過 20 年代初公司的大量工作，第一批採用機械壓縮機強制加油的系列柴油機組出現了。 1924 年，已經有船舶配備壓縮機柴油發動機，其中您可以找到一種有趣的技術解決方案，其中壓縮機不是直接由曲軸驅動，而是由專門改裝的電動馬達驅動（您會注意到與今天的V8柴油引擎的類比）奧迪），因此它們的功率從標準 900 馬力增加到 1200 馬力。當然，在所有這些情況下，我們談論的是機械驅動裝置 - 儘管在本世紀初，氣體壓縮機的想法已獲得專利，但當它在生產模型中實施時，這將是一個漫長的過程時間。。壓縮機技術發展極其緩慢的主要原因有兩個：對汽油及其固有的爆炸傾向的行為認識不足以及對各種類型壓縮機組效率的不確定性。

汽油引擎的加註始於 1901 年，當時 Dugald Clerk 爵士（二衝程引擎的先驅之一）決定使用泵浦將額外的新鮮空氣壓入燃燒室。大排氣量引擎。工作人員認真、科學地對待熱機問題，並藉助該裝置尋求有意識地提高引擎的熱力效率。然而，最終他和之前的迪塞爾一樣，只是增加了自己的力量。

當今最常用的羅茨壓縮機基於印第安納州 Frank 和 Philander Roots 於 1907 年代獲得專利的泵送裝置。羅茨機組的工作原理借鑒了約翰內斯·開普勒在100世紀發明的齒輪泵，戈特利布·戴姆勒和他的總工程師威廉·邁巴赫的第一次實驗就是基於羅茨壓縮機。然而，使用機械強制充氣最令人印象深刻的成果要屬美國人李·查德威克（Lee Chadwick），他於80年在他的汽車巨大的六缸發動機上安裝了壓縮機，其運轉速度是曲軸速度的九倍。就這樣，查德威克實現了動力的驚人增長，他的汽車成為世界上第一輛達到官方記錄的每小時 XNUMX 英里的速度的汽車。當然，在這項技術的早期，許多設計者嘗試過各種其他類型的壓縮機裝置，例如離心式和葉片式。在這些專利申請中可以找到上世紀二十年代多家公司廣泛使用的旋轉活塞壓縮機的前身，以及Arnold Theodor Zoller葉片壓縮機。

因此，強制填充證明了升容量的預期增加是合理的，並且是改善已設計裝置動態參數的理想工具。

但汽車並不是其唯一的支持者——早在 1913 年，配備壓縮機的蒸汽機車發動機就已經存在，而在第一次世界大戰期間，強制充氣成為補償高空飛機稀薄空氣的理想手段。

（跟隨）

文字：Georgy Kolev