Magic Fires の試乗: コンプレッサー技術の歴史 II

シリーズ第XNUMX弾：コンプレッサーの時代 - 過去と現在

「カールはいつの間にかブレーキをかけ、ビュイックはゆっくりと私たちを追い越した。広い光沢のある翼が私たちを通り過ぎました。マフラーは私たちの顔に青い煙を大声で吹き出しました。ビュイックは徐々に約XNUMXメートルの鉛を獲得し、その後、予想通り、所有者の顔が窓に現れ、勝利を収めました。

彼は勝ったと思った...彼は私たちに特に落ち着いて、彼の勝利に自信を持って合図をした。その瞬間、カールは飛び上がった。コンプレッサーが爆発した。そして、カールが招待を受け入れて近づいたとき、突然、窓から手を振っている手が消えました。彼は手に負えないほど近づいた。

1938年エーリッヒ・マリア・レマルク。「三人の仲間」。運命の愛、打ちのめされた魂、そして数十個のささやかなものの価値が、私たちがシンプルなものを大切に思うのは、それらがスムーズかつ不可逆的に消え去っていくときだけであることを思い出させてくれます。今ここに生きる特権についての小説、人生の喜びの握り、計り知れない人間の価値についての傑作、そして... カールは控えめなエゴを持った車ですが、無限の魂を持っています.

1938人の同志は1年に人類の歴史の転換期に出版されました。出版から数か月後の1939年XNUMX月XNUMX日、ユーゴスラビアグランプリのための激しいレースに出場したその日、ドイツの戦車は国境を越えてポーランドに至り、人類をその最大の没落に導きました。この日は自動車産業の時代の終わりを告げるものです。コンプレッサーの時代は終わりに近づいています。

最近まで、細心の注意を払って綴られたドイツ語の「Kompressor」は、かなりの数のメルセデスモデルに見られました。もちろん、CDIやCGIなどの単純な略語を使用する方がはるかに便利ですが、この場合、単語全体の綿密なスペルは偶然ではありません。それがなければ、すべてがKompressorまたはNichtsのモットー（コンプレッサーまたは何もない）に基づいていた高級車メーカーの人生の輝かしい時代を思い出すという課題が発生した場合、マーケティングへの影響の多くは失われていたでしょう。

2005 年の VW ゴルフ GT のプラスチックボンネットの頭字語 TSI は、より抑制されたものであり、魅力的な遺産への橋渡しを意図したものではありませんでした。過度の謙虚さは間違いなく VW の特徴の 1,4 つではなく、ヴォルフスブルクのメーカーはその成功の一部を思い出す機会を逃すことはありませんでしたが、この場合、TSI ラベルは伝統ではなく技術的な前衛を紹介する必要がありました。 VW のエンジニアが使用した技術的公式は、アイデアと同じくらい簡単で、実装と同じくらい複雑でした。小さなエンジン (この場合、わずか 170 リットル) は、優れた動的性能と 4 馬力の印象的なパワーを提供します。強力なターボチャージャーと、ターボチャージャーの大出力によって荒廃した「穴」を埋め、初期のエンジン故障に対する一種のドープとして機能する、小さくても効率的な機械ユニットのタンデムのおかげです。そして、このアイデアが成功したと思ったちょうどその時、XNUMX リットルエンジンの新しいラインが登場しました。その中で最も強力なボルボは、機械式およびターボチャージャーを備えた同じ給油システムを備えています。これらすべてが、私たちに歴史を振り返り、現代工学の傑作の遠いプロトタイプを思い起こさせます。はい、傑作です。なぜなら、ボルボの開発は、XNUMX 年前に超高価なレーシングカーで成功裏に使用された非常に興味深い技術的ソリューションを再び議題に上げたからです。スピアデルタSXNUMX。

すでに述べたように、VWエンジンとボルボエンジンの概念的な考え方については、複雑でも奇妙でもありません。私たちは、燃料価格が高いという神経痛のテーマと、現代の自動車設計者がダイナミックかつ燃料効率の高いパワートレインを作成するために直面している複雑な一連の課題に長年取り組んできました。

技術的な興奮の渦は、1885種類のコンプレッサーをバイパスすることはできませんでした。さらに、今日、ターボチャージャーは最大の効率を求める競争の主要なプレーヤーのXNUMXつであり、XNUMX年にさかのぼる古い物語の火に新しい燃料を追加しています...

ルドルフディーゼルおよびコンプレッサーマシン

最初の内燃機関自動車に関する 1896 世紀後半の小説のような感傷的な風味があります。しかし、彼らの作成者は、野心的で無知な「錬金術師」や狂気の実験者であるだけでなく、通常、発明が深刻な科学的根拠に基づいている高度な教育を受けた人々でした. ゴットリーブ・ダイムラーの心に、彼のガソリンおよび灯油エンジンに外部圧縮機を装備するという考えを目覚めさせたのは、この確かな知識ベースです。残念ながら、この方向への彼の最初の試みは成功せず、最終的に彼はさらなる開発を断念しました。どうやら、当時、シリンダーに入る新鮮な空気を事前に圧縮する可能性は非常に小さかったようです.ダイムラーが再びこの分野で積極的な研究を行ったのは、第一次世界大戦が終わった後でした. Rudolf Diesel のパスも同様です。彼は主要な石油会社で彼の特許を実行しようとしていて、コーカサスのロシアの油田で働いているスウェーデンのノーベル兄弟にそれらを高価に販売することになったのと同時に、彼は図を描き、それをさらに進める方法を考え出した.効率を改善する. 原則として、かなり効率的な熱機関です。今日ほとんど知られていない事実は、ディーゼルがアウグスブルクの MAN 開発基地で働いていた XNUMX 番目の実験室サンプルに予圧ユニットを取り付け、XNUMX 年 XNUMX 月にコンプレッサーを装備した一連のディーゼルエンジンが登場したことです。

ずっと後に、ディーゼルエンジンの主な助手の役割は排気ターボチャージャーによって演じられるでしょう、それによってルドルフディーゼルの発明はその現在のランクに上がるでしょう。機械式コンプレッサーを備えた最初の実験的なルドルフディーゼルエンジンは、予想される大幅な出力の増加に気づきましたが、効率の観点からは、物事はそれほどバラ色ではありませんでした。エンジンの経済性が最も重要であるディーゼルは、自身の実験の結果を否定的なものとして評価します。彼の有名な熱力学の法則にもかかわらず、優秀なエンジニアにとって、彼らは絶対的で不溶性の謎になります。この領域での実験を完了した後、彼はノートに次のように書いています。「28年1897月12日に行われた実験、およびXNUMX月XNUMX日の以前の実験との比較は、事前圧縮の効果について疑問を投げかけました。明らかに、これは非常に有害であるため、これからはこの考えを放棄し、現在の形で大気から新鮮な空気を直接取り込む従来のXNUMX気筒エンジンに焦点を当てる必要があります。神に感謝します、天才ディーゼルはここで深く誤解されています！後で間違ったのは強制充填のアイデアではなく、その実装方法であることが後で明らかになりました…。

船のコンプレッサーディーゼルエンジン

ルドルフ・ディーゼルによる一連の失敗した実験とそれに続く誤った結論の後、設計者は長い間、自然の大気圧だけに頼って追加の新鮮な空気を強制的に供給するためにそのような装置を使用することを断念しました。当時、より多くのパワーを達成するための唯一の正統で実証済みの方法は、排気量と速度レベルを上げることでした。後者は技術的に実現可能であるためです。妄想の霧は、技術が必要なレベルに達するまで 20 年間続き、ドイツの都市アウグスブルクの MAN エンジン会社は再びこのアイデアを議題に載せました。前世紀の1924年代初頭の会社の集中的な取り組みの結果、機械式コンプレッサーを使用した強制給油を備えた最初の大量生産されたディーゼルユニットが登場しました。 8年にはすでにコンプレッサーディーゼルエンジンを搭載した船がありました.その中には、コンプレッサーがクランクシャフトから直接駆動されるのではなく、特別に適合された電気モーターから駆動されるという興味深い技術的解決策を見つけることができます（今日のアウディのV900ディーゼルとの類似性に気づきました）. 、その結果、出力が標準の 1200 馬力から XNUMX 馬力に増加します。もちろん、これらすべてのケースで、機械駆動ユニットについて話しています。世紀の初めに、ガスコンプレッサーのアイデアが特許を取得しましたが、シリアルモデルで実装されるまでには、それは長い時間。 . コンプレッサ技術の開発が非常に遅いのは、XNUMX つの主な理由によるものです。それは、固有のノッキング傾向を伴うガソリンの挙動に対する認識不足と、さまざまなタイプのコンプレッサユニットの効率に関する不確実性です。

ガソリンエンジンの充填は、1901年にサードゥガルドクラーク（ちなみにXNUMXストロークエンジンのパイオニアのXNUMX人）がポンプを使用して追加の新鮮な空気を燃焼室に送り込むことを決めたときに始まりました。排気量の大きなエンジン。店員は熱機関の問題に真剣に科学的に取り組み、この装置を使用して、エンジンの熱力学的効率を意図的に改善しようとしています。しかし、結局のところ、彼は彼の前のディーゼルのように、なんとか彼の力を増やすことができました。

今日最も一般的に使用されているルーツコンプレッサーは、1907年代にインディアナ州のフランクアンドフィランダールーツが特許を取得したポンプ装置に基づいています。ルーツユニットの動作原理は、ヨハネスケプラーによって100世紀に発明されたギアポンプから借用され、ゴットリープダイムラーと彼のチーフエンジニアであるウィルヘルムメイバッハの最初の実験は、ルーツコンプレッサーに基づいていました。しかし、機械的なポジティブフィリングの最も印象的な結果は、80年に巨大なXNUMX気筒エンジンにクランクシャフトのXNUMX倍の作動速度でコンプレッサーを取り付けたアメリカのリーチャドウィックによるものです。このようにして、チャドウィックは驚異的なパワーの増加を達成し、彼の車は世界で初めて公式に登録された時速XNUMXマイルの速度に到達しました。もちろん、このテクノロジーの初期の頃には、多くの設計者が、遠心分離機やベーンなど、他のさまざまなタイプのコンプレッサー装置を試しました。特許出願には、前世紀のXNUMX-iesで複数の企業によって広く使用されているロータリーピストンコンプレッサーの前身、およびアーノルドテオドールゾラーによるベーンコンプレッサーが含まれています。

その結果、強制充填はリットル容量の予想される増加を正当化し、すでに設計されたユニットの動的パラメーターを改善するための理想的なツールであることが判明しました。

しかし、それを支持していたのは自動車だけではありませんでした。1913 年には、コンプレッサーを備えた機関車エンジンがすでに存在していました。第一次世界大戦中、強制給油は高高度航空機の希薄な空気を補う理想的な手段となりました。

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テキスト：Georgy Kolev